Hvordan lage en solfanger for oppvarming med egne hender: en trinn-for-trinn-guide

Økningen i kostnadene for tradisjonelle energikilder oppfordrer private huseiere til å se etter alternative alternativer for oppvarming av boliger og oppvarming av vann.Enig, den økonomiske komponenten av problemet vil spille en viktig rolle når du velger et varmesystem.

En av de mest lovende metodene for energiforsyning er konvertering av solstråling. Til dette formål brukes solsystemer. Det vil ikke være vanskelig å forstå prinsippet for deres design og driftsmekanismen, å lage en solfanger for oppvarming med egne hender.

Vi vil fortelle deg om designfunksjonene til solsystemer, tilby et enkelt monteringsdiagram og beskrive materialene som kan brukes. Arbeidsstadiene er ledsaget av visuelle fotografier, materialet er supplert med videoer om opprettelsen og idriftsettelse av en hjemmelaget samler.

Driftsprinsipp og designfunksjoner

Moderne solsystemer er en av de typer alternative kilder mottar varme. De brukes som ekstra varmeutstyr som konverterer solstråling til energi nyttig for huseiere.

De er i stand til å fullt ut gi varmtvannsforsyning og oppvarming i den kalde årstiden bare i de sørlige regionene. Og bare hvis de opptar et tilstrekkelig stort område og er installert i åpne områder som ikke er skyggelagt av trær.

Til tross for det store antallet varianter, er deres driftsprinsipp det samme. Noen solsystemet Det er en krets med et sekvensielt arrangement av enheter som leverer termisk energi og overfører den til forbrukeren.

De viktigste arbeidselementene er solcellepaneler basert på fotoceller eller solfangere. Teknologi montering av solcellegeneratorer på fotografiske plater er noe mer komplisert enn på en rørformet samler.

I denne artikkelen vil vi se på det andre alternativet - et solfangersystem.

Solfangere fungerer fortsatt som hjelpeleverandører av energi. Det er farlig å fullstendig bytte hjem oppvarming til et solsystem på grunn av manglende evne til å forutsi et klart antall soldager

Samlere er et system av rør koblet i serie til utgangs- og inngangslinjene eller lagt ut i form av en spole. Prosessvann, luftstrøm eller en blanding av vann og en slags ikke-frysende væske sirkulerer gjennom rørene.

Sirkulasjon stimuleres av fysiske fenomener: fordampning, endringer i trykk og tetthet fra overgangen fra en aggregeringstilstand til en annen, etc.

Prinsippet for drift av solfangere er basert på mottak og akkumulering av solenergi gitt til kjølevæsken (+)

Innsamling og akkumulering av solenergi utføres av absorbatorer. Dette er enten en solid metallplate med en svertet ytre overflate, eller et system med individuelle plater festet til rør.

For fremstilling av den øvre delen av kroppen, lokket, brukes materialer med høy evne til å overføre lys. Dette kan være plexiglass, lignende polymermaterialer, herdet typer tradisjonelt glass.

For å eliminere energitap, er termisk isolasjon plassert i boksen på baksiden av enheten

Det må sies at polymermaterialer ikke tåler påvirkningen av ultrafiolette stråler ganske godt.Alle typer plast har en ganske høy termisk ekspansjonskoeffisient, noe som ofte fører til trykkavlastning av huset. Derfor bør bruken av slike materialer for fremstilling av samlerkroppen begrenses.

Vann som kjølevæske kan kun brukes i systemer designet for å levere tilleggsvarme i høst-/vårperioden. Hvis du planlegger å bruke solsystemet hele året, før den første kuldebrikken, bytt prosessvannet til en blanding av det og frostvæske.

Luftsolsystemer bruker luft som kjølevæske. Kanaler for bevegelsen kan lages av vanlige bølgeplater (+)

Hvis en solfanger er installert for å varme opp en liten bygning som ikke har noen forbindelse med den autonome oppvarmingen av hytta eller med sentraliserte nettverk, konstrueres et enkelt enkeltkretssystem med en varmeenhet i begynnelsen.

Kjeden inkluderer ikke sirkulasjonspumper og varmeapparater. Ordningen er ekstremt enkel, men den kan bare fungere i solrike somre.

Når en oppsamler er inkludert i en dobbeltkrets teknisk struktur, er alt mye mer komplisert, men utvalget av dager som er egnet for bruk økes betydelig. Samleren behandler bare én krets. Den dominerende belastningen plasseres på hovedvarmeenheten, som kjører på elektrisitet eller enhver type drivstoff.

For å lage en solfanger kan du bruke en ferdig krets, du kan bygge din egen pilotmodell og teste den i praksis (+)

Til tross for den direkte avhengigheten av ytelsen til solenergienheter av antall soldager, er de etterspurt, og etterspørselen etter solenergienheter øker jevnt. De er populære blant folkehåndverkere som søker å kanalisere alle typer naturlig energi inn i nyttige kanaler.

Klassifisering i henhold til temperaturkriterier

Det er et ganske stort antall kriterier som visse solsystemdesign klassifiseres etter. Men for enheter som kan lages med egne hender og brukes til varmtvannsforsyning og oppvarming, vil det mest rasjonelle alternativet være å skille dem etter type kjølevæske.

Så systemer kan være væske og luft. Den første typen er oftere aktuelt.

I tillegg brukes ofte en klassifisering basert på temperaturen som arbeidskomponentene til kollektoren kan varmes opp til:

1. Lav temperatur. Alternativer som kan varme kjølevæsken opp til 50ºС. De brukes til å varme opp vann i vanningstanker, i badekar og dusjer om sommeren og til å forbedre komfortable forhold på kjølige vår-høstkvelder.
2. Middels temperatur. Sørg for en kjølevæsketemperatur på 80ºС. De kan brukes til å varme opp rom. Disse alternativene er best egnet for innredning av private hjem.
3. Høy temperatur. Kjølevæsketemperaturen i slike installasjoner kan nå opp til 200-300ºС. De brukes i industriell skala, installert for oppvarming av produksjonsverksteder, næringsbygg, etc.

Høytemperatur solsystemer bruker en ganske kompleks prosess for å overføre termisk energi. I tillegg opptar de en imponerende mengde plass, som de fleste av våre elskere av livet på landet ikke har råd til.

Produksjonsprosessen er arbeidskrevende, og implementering krever spesialisert utstyr. Det er nesten umulig å lage en slik versjon av et solsystem på egenhånd.

Det er ganske vanskelig å lage høytemperatur solcellepaneler ved hjelp av solcelleomformere hjemme

Håndlaget manifold

Å lage en solcelleenhet med egne hender er en fascinerende prosess som gir mange fordeler. Takket være det kan du rasjonelt bruke gratis solstråling og løse flere viktige økonomiske problemer. La oss se på detaljene ved å lage en flatplatesamler som leverer oppvarmet vann til varmesystemet.

DIY materialer

Det enkleste og rimeligste materialet for selvmontering av en solfangerkropp er en trekloss med brett, kryssfiner, OSB-plater eller lignende alternativer. Som et alternativ kan du bruke en stål- eller aluminiumsprofil med lignende plater. En metallkasse vil koste litt mer.

Materialer skal oppfylle kravene til konstruksjoner som brukes utendørs. Levetiden til en solfanger varierer fra 20 til 30 år.

Dette betyr at materialer må ha et visst sett med ytelsesegenskaper som gjør at strukturen kan brukes gjennom hele levetiden.

Det billigste og enkleste alternativet for materialer for produksjon av kroppen er bruken av trelast og sponplater

Hvis kroppen er laget av tre, kan materialets holdbarhet sikres ved impregnering med vann-polymeremulsjoner og belegg med maling og lakk.

Grunnprinsippet som bør følges ved utforming og montering av en solfanger er tilgjengeligheten av materialer med tanke på pris og tilgjengelighet. Det vil si at de enten kan finnes på det åpne markedet eller lages uavhengig av tilgjengelige materialer.

Nyanser av termisk isolasjon

For å forhindre tap av termisk energi er det installert isolasjonsmateriale i bunnen av boksen. Dette kan være polystyrenskum eller mineralull. Moderne industri produserer et ganske omfattende utvalg av isolasjonsmaterialer.

For å isolere boksen kan du bruke folieisolasjonsalternativer. På denne måten er det mulig å gi både termisk isolasjon og refleksjon av sollys fra folieoverflaten.

Hvis stivt skum eller ekspandert polystyrenplate brukes som isolasjonsmateriale, kan riller kuttes for å tilpasse spolen eller rørsystemet. Vanligvis plasseres oppsamlerabsorberen på toppen av den termiske isolasjonen og fast festet til bunnen av huset på en måte som avhenger av materialet som brukes i produksjonen av huset.

Termisk isolasjon tjener til å redusere termisk energitap gjennom bunnen av huset. Det er irrasjonelt å produsere en enhet i et metallhus uten termisk isolasjon (+)

Solfanger kjøleribbe

Dette er et absorberende element. Det er et system av rør der kjølevæsken varmes opp, og deler som oftest er laget av kobberplater. De optimale materialene for fremstilling av en kjøleribbe anses å være kobberrør.

Hjemmehåndverkere har funnet opp et billigere alternativ - en spiralvarmeveksler laget av polypropylen rør.

En interessant budsjettløsning er en solsystemabsorber laget av et fleksibelt polymerrør. Egnede beslag brukes for å koble til enhetene ved innløp og utløp Valget av tilgjengelige materialer som en solfangervarmeveksler kan lages av er ganske bredt. Dette kan være varmeveksleren til et gammelt kjøleskap, vannrør av polyetylen, radiatorer i stålpanel osv.

Et viktig kriterium for effektivitet er den termiske ledningsevnen til materialet som varmeveksleren er laget av.

For egenproduksjon er kobber det beste alternativet. Den har en termisk ledningsevne på 394 W/m². For aluminium varierer denne parameteren fra 202 til 236 W/m².

Kobberrør anses som det mest optimale alternativet for fremstilling av en kjøleribbe når det gjelder termiske egenskaper og slitestyrke

Den store forskjellen i termiske konduktivitetsparametre mellom kobber- og polypropylenrør betyr imidlertid ikke at en varmeveksler med kobberrør vil produsere hundrevis av ganger større volumer varmtvann.

Under like forhold vil ytelsen til en varmeveksler laget av kobberrør være 20% mer effektiv enn ytelsen til metall-plastalternativer. Så varmevekslere laget av polymerrør har rett til liv. I tillegg vil slike alternativer være mye billigere.

Uavhengig av materialet på rørene skal alle koblinger, både sveiset og gjenget, tettes. Rørene kan plasseres enten parallelt med hverandre eller i form av en spole.

Spole-type kretsen reduserer antall tilkoblinger - dette reduserer sannsynligheten for lekkasjer og sikrer en mer jevn strøm av kjølevæske.

Toppen av boksen som varmeveksleren er plassert i er dekket med glass.Som et alternativ kan du bruke moderne materialer, for eksempel en akrylanalog eller monolitisk polykarbonat. Det gjennomskinnelige materialet er kanskje ikke glatt, men rillet eller matt.

I den klassiske versjonen er boksen med oppsamleren lukket med herdet glass, plexiglass, polykarbonat eller lignende materiale. Håndverkere har lært å bruke polyetylen i stedet for glass

Denne behandlingen reduserer materialets refleksjonsevne. I tillegg må dette materialet tåle betydelige mekaniske belastninger.

I industrielle prøver av slike solcellesystemer brukes spesielt solglass. Dette glasset kjennetegnes ved et lavt jerninnhold, som sikrer lavere tap av termisk energi.

Lagringstank eller fremre kammer

Enhver beholder med et volum fra 20 til 40 liter kan brukes som lagertank. En serie med litt mindre tanker forbundet med rør i en seriekjede vil gjøre det. Det anbefales å isolere lagertanken, pga Vann som varmes opp av solen i en beholder uten isolasjon vil raskt miste termisk energi.

Faktisk må kjølevæsken i solvarmesystemet sirkulere uten akkumulering, fordi Den termiske energien som mottas fra den, må forbrukes i løpet av mottaksperioden. Lagringstanken fungerer heller som en distributør av oppvarmet vann og et frontkammer som opprettholder trykkstabiliteten i systemet.

Lagringstanken i solcelleanlegg fungerer som en vannfordeler og et reservoar som opprettholder trykket (+)

Stadier av montering av solsystem

Etter å ha produsert samleren og klargjort alle de strukturelle elementene i systemet, kan du begynne direkte installasjon.

Et av alternativene for å konstruere en spole laget av polypropylenrør med beslag og tees vil hjelpe deg raskt å montere en solfanger (+)

Arbeidet begynner med installasjonen av et foroverkamera, som som regel er plassert på det høyest mulige punktet: på loftet, frittstående tårn, overgang osv.

Under installasjonen bør det tas i betraktning at etter å ha fylt systemet med flytende kjølevæske, vil denne delen av strukturen ha en imponerende vekt. Derfor bør du sørge for at taket er pålitelig eller styrke det.

Etter å ha installert beholderen, begynn å installere oppsamleren. Dette strukturelle elementet i systemet er plassert på sørsiden. Helningsvinkelen i forhold til horisonten skal være fra 35 til 45 grader.

Etter å ha installert alle elementene, er de bundet med rør, og kobler dem til et enkelt hydraulisk system. Tettheten til det hydrauliske systemet er et viktig kriterium som effektiv drift av solfangeren avhenger av.

I henhold til monteringsskjemaet til et solsystem for å levere vann til en sommerdusj, kan du bygge en struktur for å varme opp vann for vanning eller skape komfortable forhold på kjølige kvelder (+)

For å koble strukturelle elementer til et enkelt hydraulisk system, brukes rør med en diameter på en og en halv tomme. Den mindre diameteren brukes til å konstruere trykkdelen av systemet.

Trykkdelen av systemet refererer til inngangen av vann i frontkammeret og utgangen av den oppvarmede kjølevæsken til varme- og varmtvannsforsyningssystemet. Resten er montert ved hjelp av rør med større diameter.

For å forhindre tap av termisk energi, bør rørene isoleres nøye.Til dette formålet kan du bruke polystyrenskum, basaltull eller folieversjoner av moderne isolasjonsmaterialer. Lagringstanken og frontkammeret er også underlagt isolasjonsprosedyren.

Det enkleste og rimeligste alternativet for termisk isolasjon av en lagertank er å bygge en boks med kryssfiner eller plater rundt den. Mellomrommet mellom boksen og beholderen skal fylles med isolasjonsmateriale. Det kan være slaggull, en blanding av halm og leire, tørr sagflis osv.

Solcelleanlegget er installert slik at solfangerne er plassert på den mest opplyste siden av huset eller tomten (+)

Test før igangkjøring

Etter å ha installert alle elementene i systemet og isolert en del av strukturene, kan du begynne å fylle systemet med flytende kjølevæske. Den første fyllingen av systemet bør gjøres gjennom røret som er plassert i bunnen av manifolden.

Det vil si at fylling utføres fra bunn til topp. Takket være slike handlinger kan mulig dannelse av luftstopp unngås.

Vann eller annen flytende kjølevæske kommer inn i frontkammeret. Prosessen med å fylle systemet slutter når vann begynner å strømme fra dreneringsrøret til det fremre kammeret.

Ved hjelp av en flottørventil kan du justere det optimale væskenivået i det fremre kammeret. Etter å ha fylt systemet med kjølevæske, begynner det å varmes opp i oppsamleren.

Temperaturstigningsprosessen skjer selv i overskyet vær. Den oppvarmede kjølevæsken begynner å stige til den øvre delen av lagertanken. Prosessen med naturlig sirkulasjon skjer til temperaturen på kjølevæsken som kommer inn i radiatoren er lik temperaturen på kjølevæsken som forlater kollektoren.

Når vann strømmer inn i det hydrauliske systemet, vil flottørventilen som er plassert i frontkammeret aktiveres. På denne måten vil et konstant nivå opprettholdes. I dette tilfellet vil det kalde vannet som kommer inn i systemet være plassert i den nedre delen av lagertanken. Prosessen med å blande kaldt og varmt vann forekommer praktisk talt ikke.

I det hydrauliske systemet er det nødvendig å sørge for installasjon av avstengningsventiler som forhindrer omvendt sirkulasjon av kjølevæske fra samleren til lagertanken. Dette skjer når omgivelsestemperaturen faller lavere enn kjølevæsketemperaturen.

Slike stengeventiler brukes vanligvis om natten og kvelden.

Varmtvannsforsyning til forbrukssteder utføres ved bruk av standard blandere. Det er bedre å ikke bruke konvensjonelle enkeltkraner. I solfylt vær kan vanntemperaturen nå opp til 80°C - det er upraktisk å bruke slikt vann direkte. Dermed vil blandere spare varmt vann betydelig.

Ytelsen til en slik solvarmer kan økes ved å legge til flere kollektorseksjoner. Designet lar deg montere fra to til et ubegrenset antall stykker.

Ytelsen til solsystemet økes ved å installere flere solfangere

Denne solfangeren for oppvarming og varmtvannsforsyning er basert på prinsippet om drivhuseffekten og den såkalte termosifoneffekten. Drivhuseffekten brukes i utformingen av varmeelementet.

Solens stråler passerer uhindret gjennom det gjennomsiktige materialet i den øvre delen av solfangeren og omdannes til termisk energi.

Termisk energi havner i et trangt rom på grunn av tettheten til kollektorseksjonsboksen. Termosifoneffekten brukes i et hydraulisk system når den oppvarmede kjølevæsken stiger oppover, fortrenger den kalde kjølevæsken og tvinger den til å bevege seg inn i varmesonen.

Takket være termosifoneffekten oppstår en stabil og kontinuerlig naturlig sirkulasjon av kjølevæske i systemet

Solfangerens ytelse

Hovedkriteriet som påvirker ytelsen til solsystemer er intensiteten av solstråling. Mengden av potensielt nyttig solstråling som faller på et bestemt territorium kalles isolasjon.

Mengden av isolasjon i forskjellige deler av kloden varierer ganske mye. Det er spesielle tabeller for å bestemme gjennomsnittsindikatorene for denne verdien. De viser gjennomsnittlig solinnstråling for en bestemt region.

Data om solinnstråling i en bestemt region kan hentes fra spesielle kart og tabeller (+)

I tillegg til mengden av isolasjon, påvirkes ytelsen til systemet av området og materialet til varmeveksleren. En annen faktor som påvirker systemytelsen er volumet på lagertanken. Den optimale tankkapasiteten beregnes basert på arealet til oppsamleradsorbatorene.

Når det gjelder en flatplatesamler, er dette det totale arealet av rørene som er i samleboksen. Denne verdien er i gjennomsnitt lik 75 liter tankvolum per m² oppsamlingsrørareal. Lagringstanken er en slags varmeakkumulator.

Priser for fabrikkutstyr

Brorparten av de økonomiske kostnadene for bygging av et slikt system faller på produksjon av samlere. Dette er ikke overraskende; selv i industrielle modeller av solsystemer kommer omtrent 60% av kostnadene fra dette strukturelle elementet. Finansielle kostnader vil avhenge av valget av et bestemt materiale.

Det skal bemerkes at et slikt system ikke er i stand til å varme opp rommet; det vil bare bidra til å spare kostnader ved å hjelpe til med å varme opp vannet i varmesystemet. Tatt i betraktning de ganske store energikostnadene som brukes på oppvarming av vann, reduserer en solfanger integrert i varmesystemet slike kostnader betydelig.

Solfangeren integreres ganske enkelt i varme- og varmtvannsforsyningssystemet (+)

Ganske enkle og rimelige materialer brukes til produksjonen. I tillegg er dette designet helt energiuavhengig og krever ikke teknisk vedlikehold. Vedlikehold av systemet kommer ned til periodisk inspeksjon og rengjøring av samleglasset fra skitt.

Ytterligere informasjon om organisering av solvarme i huset er presentert i denne artikkelen.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Produksjonsprosess for en grunnleggende solfanger:

Hvordan montere og sette i drift et solcelleanlegg:

Naturligvis vil en selvlaget solfanger ikke kunne konkurrere med industrielle modeller. Ved å bruke tilgjengelige materialer er det ganske vanskelig å oppnå den høye effektiviteten som industridesign har. Men de økonomiske kostnadene vil være mye lavere sammenlignet med å kjøpe ferdige installasjoner.

Likevel, hjemmelaget solvarmeanlegg vil øke komfortnivået betydelig og redusere kostnadene for energi generert av tradisjonelle kilder.

Har du erfaring med å bygge en solfanger? Eller har du fortsatt spørsmål om materialet som presenteres? Del informasjon med våre lesere. Du kan legge igjen kommentarer i skjemaet nedenfor.