Раст цене традиционалних извора енергије подстиче власнике приватних кућа да траже алтернативне могућности грејања домова и грејања воде. Слажете се, финансијска компонента емисије играће важну улогу у избору система гријања.
Један од најперспективнијих начина снабдевања енергијом је претварање сунчевог зрачења. Да бисте то учинили, користите соларне системе. Разумевање принципа њиховог уређаја и механизма рада, прављење соларног колектора за грејање сопственим рукама неће бити тешко.
Рећи ћемо вам о дизајнерским карактеристикама соларних система, понудити ћемо једноставну шему монтаже и описати материјале који се могу користити. Фазе рада су попраћене визуелним фотографијама, материјал је допуњен видео клиповима о стварању и пуштању у рад кућног колектора.
Принцип рада и карактеристике дизајна
Савремени соларни системи су једна од врста алтернативних извора топлоте. Користе се као помоћна опрема за грејање која процесира соларно зрачење у енергију корисну за власнике кућа.
Они могу у потпуности да обезбеде топлу воду и грејање у хладној сезони само у јужним регионима. А онда, ако заузимају довољно велику површину и постављају се на отвореним местима која нису засјењена дрвећем.
Упркос великом броју сорти, делују на исти начин. Било који хелиосистем је склоп са секвенцијалним распоредом уређаја који испоручују топлотну енергију и преносе га потрошачу.
Главни радни елементи су соларни панели на соларним ћелијама или соларни колектори. Технологија састављања соларног генератора на фотографским плочама нешто је сложенија од цевастог колектора.
У овом ћемо чланку размотрити другу опцију - соларни систем колектора.
Соларни колектори до сада служе као помоћни добављачи енергије. Опасно је потпуно пребацити грејање куће на соларни систем због немогућности предвиђања јасног броја сунчаних дана
Колектори су систем цеви које су серијски повезане са излазном и улазном линијом или су постављене у облику завојнице. Индустријска вода, проток ваздуха или мешавина воде са било којом текућином која не смрзава циркулише кроз цеви.
Физичке појаве подстичу циркулацију: испаравање, промене притиска и густине из преласка из једног стања агрегације у друго итд.
Принцип рада соларних колектора заснован је на пријему и акумулацији соларне енергије која је приопћена расхладном течности (+)
Прикупљање и акумулација соларне енергије врши се апсорберима. Ово је или чврста метална плоча са поцрњелом спољном површином, или систем појединачних плоча причвршћених на цеви.
За израду горњег дела тела користе се поклопац, материјали високе способности преношења светлости. То може бити плексиглас, слични полимерни материјали, каљене врсте традиционалног стакла.
Да би се искључили губици енергије са стражње стране уређаја, у кутију се поставља топлотна изолација
Морам рећи да полимерни материјали не подносе утицај ултраљубичастих зрака. Све врсте пластике имају довољно висок коефицијент топлотног ширења, што често доводи до поништавања притиска кућишта. Стога би употреба таквих материјала за израду тијела колектора требала бити ограничена.
Вода као преносник топлоте може се користити само у системима који су дизајнирани за снабдевање додатном топлотом у јесенском / пролећном периоду. Ако се планира употреба соларног система током целе године пре првог хлађења, процесна вода се мења да би се мешала са антифризом.
У соларним соларним системима ваздух се користи као носач топлоте. Канали за његово кретање могу се начинити од обичног профилисаног лима (+)
Ако је соларни колектор инсталиран да греје малу зграду која нема везу са аутономним грејањем викендице или са централизованим мрежама, на почетку се уграђује једноставан једнокружни систем са грејним уређајем.
Ланац не обухвата циркулационе пумпе и грејне уређаје. Шема је изузетно једноставна, али може радити само по сунчаном лету.
Када је колектор укључен у техничку структуру са два круга, све је пуно сложеније, али распон дана погодан за употребу знатно се повећава. Колектор обрађује само један круг. Претежно оптерећење је додељено главној грејној јединици, која ради на струју или било коју врсту горива.
За производњу соларног колектора можете користити готову шему, можете изградити сопствени пилот модел и тестирати га у пракси (+)
Упркос директној зависности перформанси соларних уређаја од броја сунчаних дана, они су у потражњи, а потражња за соларним уређајима непрестано расте. Популарни су међу занатлијама који желе усмјерити све врсте природне енергије у користан канал.
Класификација температуре
Постоји прилично велики број критеријума по којима су класификовани ови или они модели соларних система. Међутим, за уређаје које можете направити властитим рукама и користити за снабдевање топлом водом и грејањем, најрационалније је одвајање према врсти расхладне течности.
Дакле, системи могу бити течни и ваздушни. Прва врста се чешће употребљава.
Галерија слика
Пхото фром
Корак 1: Склапање разводног цевовода
Корак 2: Бојење соларне плоче црно
Корак 3: Инсталирање довода за ваздух
Корак 4: Израда поклопца за соларни уређај
Поред тога, често се користи класификација према температури до које радни чворови колектора могу да се загреју:
- Ниске температуре. Опције које могу да загреју расхладну течност на 50ºС. Користе се за загревање воде у контејнерима за наводњавање, у купаоницама и тушевима током лета, а за повећање удобности у пролећним пролећним и јесењим вечерима.
- Средња температура. Обезбедите температуру расхладне течности од 80ºС. Могу се користити за грејање простора. Ове опције су најприкладније за уређење приватних домова.
- Висока температура. Температура расхладне течности у таквим инсталацијама може достићи 200-300ºС. Користе се у индустријском обиму, постављају се за производњу топлоте, комерцијалне зграде итд.
У соларним системима високе температуре користи се прилично сложен процес преноса топлотне енергије. Поред тога, заузимају импресиван простор, што већина љубитеља живота у нашој земљи не може да приушти.
Процес производње је дуготрајан, а за имплементацију је потребна специјализована опрема. Готово је немогуће самостално направити такву варијанту Сунчевог система.
Прилично је тешко направити соларне ћелије са високим температурама на фотонапонским претварачима код куће
Ручно рађен раздјелник
Израда соларног уређаја властитим рукама узбудљив је процес који доноси много користи. Захваљујући њему, могуће је рационално применити бесплатно соларно зрачење, решити неколико важних економских проблема.Анализираћемо специфичности стварања равног колектора који доводи грејну воду у систем грејања.
Галерија слика
Пхото фром
Апсорпциона плоча је направљена од ћелијског поликарбоната прекривеног црном бојом. Горња и доња ивица панела, тј. отворени крајеви канала поликарбонатног лима су убачени у одсечене канализационе цеви
Углови потребни за спајање цевовода су залепљени на ивице цеви. У идеалном случају, боље је заваривати их пеглом - машином за заваривање полимерних цеви. Уздужни одсеци цеви напуњени пиштољем за лепљење
Акумулацијске цеви направљене од канализационих цеви опремљене су топлотном изолацијом. Пре тога се лепак по шавовима и око углова изравнава или лемилицом или грађевинским феном.
Плоча за упијање, заједно са цевима залепљеним на њу, положена је на стиропор или другу чврсту изолацију. Горња конструкција је прекривена поликарбонатом, савијен дуж ивице
За састављање оквира је купљен метални профил одговарајуће величине. При рачунању ширине узима се у обзир дебљина круте топлотне изолације
У празним деловима за састављање оквира, исечених од профила до величине апсорбирајуће плоче, изрежу се рупе за излаз излазних прикључних места колектора
Делови оквира су састављени вијцима који су дизајнирани за рад са овим профилом
Да би се сакупљач усмјерио под оптималним углом према сунцу, конструисан је постоље од дрвета или метала
1. корак: Апсорпциони панел кућног соларног колектора
Корак 2: Начин повезивања на акумулаторску цев
Корак 3: Изолација за цеви за сакупљање колектора
Корак 4: Састављање уређаја за коришћење соларне енергије
Корак 5: Метални профил за оквирни уређај
Корак 6: Отвори за одводне тачке прикључка за воду
Корак 7: Повезивање елемената оквира соларног колектора
Корак 8: Израда сталак за монтирани соларни колектор
Направите материјал
Најједноставнији и најповољнији материјал за самостално склапање тијела соларног колектора је дрвени блок са даском, шперплочом, ОСБ плочама или сличним опцијама. Алтернативно, може се користити челични или алуминијумски профил са сличним листовима. Метална футрола коштаће мало више.
Материјали морају да испуњавају захтеве за спољне конструкције. Животни век соларног колектора варира од 20 до 30 година.
Дакле, материјали морају имати одређени скуп оперативних карактеристика које ће омогућити употребу конструкције током целог периода.
Најјефтинија и најлакша опција материјала за израду кућишта је употреба дрва и иверица
Ако је случај израђен од дрвета, тада се трајност материјала може постићи импрегнацијом водом-полимерним емулзијама и премазавањем бојама и лаковима.
Основни принцип којег треба поштовати приликом пројектовања и монтирања соларног колектора је доступност материјала у погледу цене и могућности куповине. Односно, или се могу наћи у слободној продаји или направити независно од доступних импровизованих средстава.
Галерија слика
Пхото фром
Крута ПВЦ цев са наставцима у производњи
Флексибилан ХДПЕ пријемник соларне енергије
Измењивач топлоте из измењивача топлоте старог фрижидера
Савијена бакарна цев у соларном колектору
Нетривијална употреба алуминијумских лименки
Пластичне боце у конструкцији колектора
Уређај за привлачење снопа израђен од тамних пластичних боца
Савијен пријемник топлоте од металне цеви
Нијансе топлотне изолације
Да би се спречио губитак топлотне енергије, изолациони материјал је монтиран на дну кутије. То може бити полистирен или минерална вуна.Савремена индустрија производи прилично широк спектар изолационих материјала.
Да бисте изолирали кутију, можете користити опције изолације фолије. На тај начин могуће је обезбедити топлотну изолацију и рефлексију сунчеве светлости са површине фолије.
Ако се као изолациони материјал користи крута плоча од полистиренске пене или експандираног полистирена, могу се изрезати жљебови за полагање завојнице или цевног система. Обично је колектор апсорбер постављен на врх изолације и чврсто причвршћен на дно тела на начин који зависи од материјала који се користи у производњи тела.
Топлотна изолација служи за смањење губитка топлоте кроз дно кућишта. Нерационално је производити уређај у металном кућишту без топлотне изолације (+)
Хладњак соларног колектора
Ово је упијајући елемент. То је систем цеви у којима се загрева расхладна течност, а делови су направљени најчешће од лима бакра. Оптималним материјалима за производњу хладњака сматрају се бакарне цеви.
Домаћи занатлије измислили су јефтинију опцију - спирални измењивач топлоте направљен од полипропиленских цеви.
Занимљиво прорачунско рјешење је апсорбер соларног система из флексибилне полимерне цијеви. За повезивање са уређајима на улазу и излазу користе се одговарајући фитинзи. Избор импровизованих средстава за прављење измењивача топлоте соларног колектора је довољно широк. То може бити измјењивач топлоте старог фрижидера, полиетиленске водоводне цијеви, радијатора од челичних плоча итд.
Важан критеријум ефикасности је топлотна проводљивост материјала од којег је направљен измењивач топлоте.
За самосталну производњу бакар је најбоља опција. Има топлотну проводљивост од 394 В / м². За алуминијум, овај параметар варира од 202 до 236 В / м².
Бакрене цеви сматрају се најоптималнијом опцијом за производњу хладњака за топлотне перформансе и дуготрајност
Међутим, велика разлика у топлотној проводљивости између бакарних и полипропиленских цеви уопште не значи да ће измењивач топлоте са бакреним цевима произвести стотине пута већу количину топле воде.
Под једнаким условима, перформансе измењивача топлоте у бакреним цевима биће 20% ефикасније од перформанси метално-пластичних опција. Тако измјењивачи топлине направљени од полимерних цијеви имају право на живот. Поред тога, такве опције ће коштати много мање.
Без обзира на материјал цеви, сви спојеви, и заварени и навојни, морају бити херметички затворени. Цеви се могу поставити паралелно једна у другу и у облику завојнице.
Схема типа намотаја смањује број прикључака - то смањује вероватноћу пропуштања и обезбеђује равномерно кретање протока расхладне течности.
Врх кутије у којој се налази измењивач топлоте затворен је стаклом. Алтернативно, можете користити модерне материјале, као што су акрилни аналог или монолитни поликарбонат. Прозирни материјал можда није глатки, већ валовити или мат.
У класичној верзији кутија са сакупљачем је затворена каљеним стаклом, плексигласом, поликарбонатом или сличним материјалом. Занатлије су се прилагодиле да користе полиетилен уместо стакла
Овај третман смањује рефлективност материјала. Поред тога, овај материјал мора да издржи значајан механички стрес.
У индустријском дизајну таквих соларних система користи се посебно соларно стакло. Такво стакло карактерише низак садржај гвожђа, што обезбеђује мање губитка топлоте.
Резервоар за складиштење или напредни резервоар
Као резервоар за складиштење можете користити било који капацитет запремине од 20 до 40 литара.Серија нешто мањих резервоара, повезаних цевима у серијском ланцу, ће успети. Препоручује се изолација резервоара за складиштење, као вода загревана на сунцу у резервоару без изолације брзо ће изгубити топлотну енергију.
У ствари, расхладна течност у систему соларног грејања мора да циркулише без акумулације, јер топлотна енергија добијена од њега мора се трошити током периода пријема. Резервоар за складиштење радије служи као дистрибутер загрејане воде и комора за одвод, која одржава стабилност притиска у систему.
Резервоар за складиштење у соларним системима делује као дистрибутер воде и резервоара који одржава притисак (+)
Кораци за соларно склапање
Након израде колектора и припреме свих саставних конструкцијских елемената система, можете приступити директној уградњи.
Једна од опција за уградњу завојнице од полипропиленских цеви са прикључцима и цевима ће помоћи да се брзо састави соларни колектор (+)
Рад започиње уградњом напредне коморе која се по правилу поставља на највишој могућој тачки: у поткровље, самостојећи торањ, надвожњак итд.
Током инсталације треба имати на уму да ће након напуњења система течним расхладним средством овај део конструкције имати импресивну тежину. Стога бисте требали провјерити поузданост преклапања или га ојачати.
Након инсталације резервоара наставите на уградњу колектора. Овај структурални елемент система налази се на јужној страни. Угао нагиба у односу на хоризонт треба да буде од 35 до 45 степени.
Након уградње свих елемената вежу се цевима, спајајући се у јединствени хидраулички систем. Непропусност хидрауличког система важан је критеријум од којег зависи ефикасан рад соларног колектора.
Према шеми монтаже соларног система за снабдевање водом спољним тушем, можете да изградите конструкцију за загревање воде за наводњавање или да створите удобне услове за хладне вечери (+)
За повезивање конструкцијских елемената у јединствени хидраулични систем користе се цеви пречника инча и пол инча. Мањи пречник се користи за распоред дела под притиском у систему.
Под системом под притиском подразумева се увођење воде у комору и извлачење загрејане расхладне течности у систем грејања и снабдевање топлом водом. Остатак је монтиран помоћу цеви већег пречника.
Да би се спречио губитак топлотне енергије, цеви морају бити пажљиво изоловане. У ту сврху можете користити верзије стиропора, базалтне вуне или фолије савремених изолационих материјала. Резервоар за складиштење и предња комора такође су подложни поступку загревања.
Најједноставнија и најповољнија опција за топлотну изолацију складишног резервоара је конструкција кутије око ње од шперплоче или дасака. Простор између кутије и контејнера треба да буде испуњен изолационим материјалом. То може бити шљака, мешавина сламе са глином, сува пиљевина итд.
Сунчев систем је инсталиран тако да се соларни колектори налазе на најсветлијој страни куће или парцеле (+)
Испитајте пре пуштања у рад
Након што инсталирате све елементе система и загрејете неке конструкције, можете почети да пуните систем течним расхладним средством. Прво пуњење система треба обавити преко млазнице која се налази у доњем делу колектора.
Односно, пуњење се врши одоздо према горе. Захваљујући таквим акцијама, може се избећи вероватно настајање ваздушних застоја.
Вода или друга течна расхладна течност улази у комору. Процес пуњења система се завршава када вода почне да се излива из одводне цеви коморе.
Помоћу пловног вентила можете подесити оптимални ниво течности у предњој комори.Након што систем напуни расхладном течношћу, у колектору се почиње загревати.
Процес повећања температуре одвија се чак и по облачном времену. Загријана расхладна течност почиње се уздићи до врха резервоара за складиштење. Процес природне циркулације одвија се све док се температура расхладне течности која улази у радијатор не усклади са температуром носача који излази из колектора.
Са протоком воде у хидрауличком систему, покреће се пловни вентил смјештен у предњој комори. Тако ће се одржавати константан ниво. У том случају ће хладна вода која улази у систем бити смештена у доњем делу складишног резервоара. Процес мешања хладне и топле воде се практично не одвија.
У хидрауличком систему потребно је предвидети уградњу запорних вентила, што ће спречити повратну циркулацију расхладне течности из колектора у резервоар. То се дешава када температура околине падне ниже од температуре расхладне течности.
Такви вентили се обично користе ноћу и увече.
Повезивање са местима потрошње топле воде врши се стандардним мешалицама. Конвенционалне појединачне славине најбоље је избегавати. У сунчаном времену температура воде може достићи и 80 ° Ц - директно коришћење такве воде је непријатно. Тако ће славине значајно уштедјети топлу воду.
Перформансе таквог соларног грејача воде могу се повећати додавањем додатних секција колектора. Дизајн вам омогућава да монтирате од два до неограниченог броја комада.
Перформансе соларног система повећавају се уградњом више соларних колектора
Основа таквог соларног колектора за грејање и снабдевање топлом водом је принцип ефекта стаклене баште и такозвани термосифонски ефекат. Ефекат стаклене баште користи се у дизајну грејног елемента.
Сунчеве зраке слободно пролазе кроз провидан материјал горњег дела колектора и претварају се у топлотну енергију.
Топлинска енергија је у скученом простору због непропусности канала канала колектора. Термосифонски ефекат користи се у хидрауличком систему када се загрејана расхладна течност подиже, а истискује расхладну течност и присиљава је да се пресели у зону грејања.
Због термосифонског ефекта, у систему се јавља стабилна и континуирана природна циркулација расхладне течности
Перформансе соларног колектора
Главни критеријум који утиче на перформансе соларних система је интензитет сунчевог зрачења. Количина потенцијално корисног соларног зрачења која се јавља на одређеном подручју назива се инсолација.
Вредност инсолације у различитим тачкама света варира у прилично широком распону. За одређивање просечних показатеља ове вредности постоје посебне табеле. Они приказују просечну вредност соларне инсолације за одређени регион.
Подаци о соларној инсолацији у одређеном региону могу се добити из посебних мапа и табела (+)
Поред вредности инсолације, површина и материјал измењивача топлоте такође утичу на перформансе система. Други фактор који утиче на перформансе система је капацитет резервоара за складиштење. Оптимални капацитет резервоара израчунава се на основу површине адсорбера сакупљача.
У случају равног колектора, то је укупна површина цеви која се налази у колекторској кутији. Ова просечна вредност износи 75 литара запремине резервоара по м² м² површине сакупљачке цеви. Капацитет складиштења је врста термичке батерије.
Фабричке цене
Лавовски део финансијских трошкова изградње оваквог система је у производњи колектора. То и не чуди, чак и када се у индустријским дизајном соларних система отприлике 60% трошкова односи на овај структурни елемент. Финансијски трошкови зависе од избора материјала.
Треба имати на уму да такав систем није у стању да загреје просторију, само ће помоћи да се уштеде на трошковима, помажући загревању воде у систему грејања. С обзиром на прилично високе трошкове енергије који се троше на загревање воде, соларни колектор интегрисан у систем грејања значајно смањује такве трошкове.
Соларни колектор се прилично једноставно интегрише у систем за грејање и топлу воду (+)
За његову израду користе се прилично једноставни и приступачни материјали. Поред тога, такав дизајн је потпуно нехлапљив и не захтева техничко одржавање. Одржавање система своди се на периодичне прегледе и чишћење стакла колектора од контаминације.
Додатне информације о организацији соларног грејања у кући представљене су у овом чланку.
Поступак производње елементарног соларног колектора:
Како монтирати и пуштати у рад соларни систем:
Наравно, самостално направљени соларни колектор неће се моћи такмичити са индустријским моделима. Коришћењем импровизованих материјала прилично је тешко постићи високу ефикасност коју имају индустријски дизајни. Али финансијски трошкови ће бити много мањи у поређењу са куповином готових постројења.
Ипак, кућни соларни систем грејања значајно ће повећати ниво комфора и смањити трошкове енергије које стварају традиционални извори.
Имате искуства у изради соларног колектора? Или имате питања о материјалу? Молимо поделите информације са нашим читаоцима. Коментаре можете оставити у доњем обрасцу.