Hur man gör en solfångare för DIY-uppvärmning: en steg-för-steg-guide

Prisökningen på traditionella energikällor uppmuntrar privata husägare att leta efter alternativ för uppvärmning av bostäder och uppvärmning av vatten. Håller med, den ekonomiska komponenten i frågan kommer att spela en viktig roll i valet av värmesystem.

Ett av de mest lovande sätten att leverera energi är omvandling av solstrålning. Använd solsystem för att göra detta. Att förstå principen för deras enhet och mekanismen för drift, att göra en solfångare för uppvärmning med dina egna händer kommer inte att vara svårt.

Vi kommer att berätta om designfunktioner för solsystem, erbjuda ett enkelt monteringsschema och beskriva materialen som kan användas. Stegen i arbetet åtföljs av visuella fotografier, materialet kompletteras med videoklipp om skapande och driftsättning av en hemmagjord samlare.

Princip för arbets- och designfunktioner

Moderna solsystem - ett av typer av alternativa källor värmeproduktion. De används som hjälpvärmeutrustning som bearbetar solstrålning till energi som är användbar för hushållsägare.

De kan helt tillhandahålla varmt vatten och värme under den kalla säsongen endast i de södra regionerna. Och om de upptar ett tillräckligt stort område och installeras i öppna områden som inte är skuggade av träd.

Trots det stora antalet sorter fungerar de på samma sätt. någon solsystem representerar en krets med ett sekventiellt arrangemang av anordningar som tillför termisk energi och överför den till konsumenten.

De viktigaste artiklarna är solpaneler på solceller eller solfångare. teknik solgeneratorenhet på fotografiska plattor är något mer komplicerat än en rörformig samlare.

I den här artikeln kommer vi att överväga det andra alternativet - ett solsystem för samlare.

Solfångare hittills fungerar som extra energileverantörer. Det är farligt att helt växla uppvärmningen av huset till solsystemet på grund av oförmågan att förutsäga ett klart antal soliga dagar

Samlare är ett system av rör anslutna i serie med utgångs- och ingångslinjen eller utlagda i form av en spole. Industriellt vatten, luftflöde eller en blandning av vatten med lite frysande vätska cirkulerar genom rören.

Fysiska fenomen stimulerar cirkulationen: förångning, förändringar i tryck och densitet från övergången från ett tillstånd till aggregering till ett annat, etc.

Funktionen för solfångare är baserad på mottagning och ackumulering av solenergi som kommuniceras till kylvätskan (+)

Insamling och ansamling av solenergi utförs av absorbenter. Detta är antingen en massiv metallplatta med en svärtad yttre yta, eller ett system med individuella plattor fästa vid rören.

För tillverkning av kroppens övre del används locket, material med hög förmåga att överföra ljus. Det kan vara plexiglas, liknande polymermaterial, härdade typer av traditionellt glas.

För att utesluta energiförluster från enhetens baksida placeras värmeisolering i lådan

Jag måste säga att polymera material inte tolererar påverkan av ultravioletta strålar. Alla typer av plast har en tillräckligt hög värmeutvidgningskoefficient, vilket ofta leder till tryckavlastning av huset. Därför bör användningen av sådana material för tillverkning av kollektorkroppen begränsas.

Vatten som värmebärare kan endast användas i system utformade för att tillföra ytterligare värme under hösten / våren. Om det planeras att använda solsystemet året innan den första kylningen ändras processvattnet till en blandning av det med frostskyddsmedel.

I luftsolsystem används luft som värmebärare. Kanaler för dess rörelse kan göras från ett vanligt profilerat blad (+)

Om solfångaren är installerad för att värma en liten byggnad som inte har någon anslutning till den autonoma uppvärmningen av stugan eller med centraliserade nätverk, byggs ett enkelt enkelkretssystem med en uppvärmningsanordning i början av det.

Kedjan inkluderar inte cirkulationspumpar och värmeanordningar. Systemet är extremt enkelt, men det kan bara fungera på den soliga sommaren.

När en kollektor ingår i en teknik med två kretsar är allt mycket mer komplicerat, men antalet dagar som är lämpliga för användning ökas avsevärt. Samlaren behandlar bara en krets. Den dominerande belastningen tilldelas huvudvärmenheten, som körs på el eller vilken typ av bränsle som helst.

För tillverkning av en solfångare kan du använda det färdiga systemet, du kan bygga din egen pilotmodell och testa den i praktiken (+)

Trots det direkta beroendet av prestanda för solenheter på antalet soliga dagar är de efterfrågade och efterfrågan på solenheter ökar stadigt. De är populära bland hantverkare som vill rikta alla typer av naturlig energi till en användbar kanal.

Temperaturklassificering

Det finns ett ganska stort antal kriterier enligt vilka dessa eller dessa konstruktioner av solsystem klassificeras. Men för apparater som du kan göra med dina egna händer och använda för varmvattenförsörjning och uppvärmning är det mest rationella att separera efter typ av kylvätska.

Så system kan vara flytande och luft. Den första typen är oftare tillämplig.

Dessutom används en klassificering ofta beroende på temperaturen till vilken arbetsnoderna för kollektorn kan värmas upp:

1. Låg temperatur. Alternativ som kan värma kylvätskan till 50 С. De används för att värma vatten i bevattningsbehållare, i badrum och duschar på sommaren och för att öka komforten på svala vår- och höstkvällar.
2. Medium temperatur. Ge en kylvätsketemperatur på 80º. De kan användas för rumsuppvärmning. Dessa alternativ är mest lämpade för att ordna privata hem.
3. Hög temperatur. Kylvätsketemperaturen i sådana installationer kan uppgå till 200-300ºС. De används i industriell skala, installeras för att värma produktionsbutiker, kommersiella byggnader etc.

I soltemperatursystem med hög temperatur används en ganska komplex process för överföring av termisk energi. Dessutom upptar de ett imponerande utrymme, som de flesta av våra landsälskare inte har råd med.

Tillverkningsprocessen är tidskrävande, implementering kräver specialutrustning. Det är nästan omöjligt att självständigt göra en sådan variant av solsystemet.

Det är ganska svårt att skapa solceller med hög temperatur på fotovoltaiska omvandlare hemma

Handgjord grenrör

Att göra en solenhet med dina egna händer är en spännande process som ger många fördelar. Tack vare honom är det möjligt att rationellt tillämpa gratis solstrålning för att lösa flera viktiga ekonomiska problem. Vi kommer att analysera detaljerna för att skapa en platt samlare som levererar uppvärmt vatten till värmesystemet.

DIY-material

Det enklaste och mest prisvärda materialet för självmontering av solfångarkroppen är ett träkloss med en skiva, plywood, OSB-skivor eller liknande alternativ. Alternativt kan en stål- eller aluminiumprofil med liknande ark användas. Metallhöljet kommer att kosta lite mer.

Material måste uppfylla kraven för utomhusstrukturer. Solfångarens livslängd varierar från 20 till 30 år.

Så materialen måste ha en viss uppsättning driftsegenskaper som gör det möjligt att använda strukturen under hela perioden.

Det mest billiga och enklaste alternativet för material för tillverkning av etui är användningen av virke och spånskivor

Om höljet är tillverkat av trä, kan materialets hållbarhet uppnås genom impregnering med vattenpolymeremulsioner och beläggning med färger och lack.

Den grundläggande principen som bör följas vid utformning och montering av en solfångare är tillgången på material när det gäller pris och förmåga att köpa. Det vill säga, de kan antingen hittas i fri försäljning eller göras oberoende av tillgängliga improviserade medel.

Nyanser av värmeisolering

För att förhindra termisk energiförlust monteras isolerande material på botten av lådan. Det kan vara polystyren eller mineralull. Den moderna industrin producerar ett ganska omfattande utbud av isoleringsmaterial.

För att isolera lådan kan du använda folieisoleringsalternativ. Således är det möjligt att tillhandahålla både värmeisolering och reflektion av solljus från folieytan.

Om en styv platta av polystyrenskum eller expanderad polystyren används som isoleringsmaterial, kan spår skäras för att lägga spolen eller rörsystemet.Typiskt läggs kollektorabsorbenten ovanpå isoleringen och fixeras ordentligt på botten av kroppen på ett sätt som beror på det material som används vid tillverkningen av kroppen.

Värmeisolering tjänar till att minska värmeförlusten genom husets botten. Det är irrationellt att producera en anordning i ett metallhölje utan värmeisolering (+)

Solfångare kylfläns

Detta är ett absorberande element. Det är ett rörsystem där kylvätskan värms upp och delar tillverkas oftast av plåtkoppar. De optimala materialen för tillverkning av kylflänsen beaktas kopparrör.

Hemmahantverkare uppfann ett billigare alternativ - en spiralvärmeväxlare från polypropylenrör.

En intressant budgetlösning är ett solsystemabsorbent från ett flexibelt polymerrör. Lämpliga armaturer används för att ansluta till ingångs- och utgångsenheterna. Valet av improviserade medel från vilka solfangarens värmeväxlare kan tillverkas är ganska stort. Det kan vara värmeväxlaren i ett gammalt kylskåp, polyetenvattenrör, stålpanelradiatorer, etc.

Ett viktigt kriterium för effektivitet är värmeledningsförmågan hos det material som värmeväxlaren är gjord av.

För självproduktion är koppar det bästa alternativet. Den har en värmeledningsförmåga på 394 W / m². För aluminium varierar denna parameter från 202 till 236 W / m².

Kopparrör anses vara det mest optimala alternativet för tillverkning av en kylfläns för termisk prestanda och hållbarhet

Den stora skillnaden i värmeledningsförmågan mellan koppar- och polypropylenrör betyder dock inte alls att en värmeväxlare med kopparrör producerar hundratals gånger stora volymer varmt vatten.

Under lika förhållanden blir prestandan hos en kopparrörvärmeväxlare 20% effektivare än prestanda för metall-plastalternativ. Så värmeväxlare tillverkade av polymerrör har livets rätt. Dessutom kommer sådana alternativ att vara mycket billigare.

Oavsett rörmaterial måste alla fogar, både svetsade och gängade, vara lufttäta. Rör kan placeras både parallellt med varandra och i form av en spiral.

Schema av spoltyp minskar antalet anslutningar - detta minskar sannolikheten för läckor och ger en mer enhetlig rörelse av kylvätskeflödet.

Den övre delen av lådan där värmeväxlaren ligger är stängd med glas. Alternativt kan du använda moderna material, t.ex. akrylanalog eller monolitiskt polykarbonat. Genomskinligt material kanske inte är slätt, men korrugerat eller matt.

I den klassiska versionen är lådan med kollektorn stängd med härdat glas, plexiglas, polykarbonat eller liknande material. Hantverkare anpassade sig för att använda polyeten istället för glas

Denna behandling minskar materialets reflektivitet. Dessutom måste detta material motstå betydande mekanisk spänning.

I industriella konstruktioner av sådana solsystem används speciellt solglas. Sådant glas kännetecknas av ett lågt järninnehåll, vilket ger mindre värmeförlust.

Lagringstank eller förrådstank

Som lagringstank kan du använda valfri kapacitet med en volym från 20 till 40 liter. En serie med något mindre tankar, anslutna med rör i en seriekedja, kommer att göra. Det rekommenderas att isolera lagringstanken, som vatten som värms upp i solen i en tank utan isolering förlorar snabbt termisk energi.

Faktum är att värmebäraren i solvärmesystemet måste cirkulera utan ansamling, eftersom den termiska energi som mottas från den måste förbrukas under mottagningsperioden.Lagringstanken tjänar snarare som en distributör av uppvärmt vatten och en dike-kammare, vilket upprätthåller tryckstabiliteten i systemet.

Lagringstanken i solsystem fungerar som en distributör av vatten och en reservoar som upprätthåller tryck (+)

Solmonteringssteg

Efter tillverkningen av uppsamlaren och beredningen av alla beståndsdelar i systemet kan du fortsätta med direkt installation.

Ett av alternativen för att installera en spole från polypropylenrör med beslag och tees hjälper till att snabbt montera solfångaren (+)

Arbetet börjar med installationen av en förkammare, som i regel placeras på högsta möjliga punkt: på vinden, fristående tornet, överfarten etc.

Under installationen bör det noteras att efter att ha fyllt systemet med flytande kylvätska kommer denna del av strukturen att ha en imponerande vikt. Därför bör du verifiera överlappningens tillförlitlighet eller stärka den.

Efter installation av tanken fortsätter du med att installera uppsamlaren. Detta strukturella element i systemet är beläget på södra sidan. Lutningsvinkeln i förhållande till horisonten bör vara från 35 till 45 grader.

Efter installation av alla element är de bundna med rör, anslutna till ett enda hydraulsystem. Det hydrauliska systems täthet är ett viktigt kriterium för vilken solfångarens effektiva drift beror.

Enligt monteringsschemat för solsystemet för att tillföra vatten till en utomhusdusch kan du bygga en struktur för att värma vattnet för bevattning eller skapa bekväma förhållanden på svala kvällar (+)

För att ansluta konstruktionselement till ett enda hydraulsystem används rör med en tum och en halv tum diameter. En mindre diameter används för att anordna systemets tryckdel.

Under tryckdelen av systemet menas inloppet av vatten i kammaren och uttaget av det uppvärmda kylmediet i värmesystemet och varmvattenförsörjningen. Resten monteras med rör med större diameter.

För att förhindra förlust av värmeenergi måste rören vara försiktigt isolerade. För detta ändamål kan du använda polystyren, basaltull eller folieversioner av moderna isoleringsmaterial. Lagringstanken och framkammaren omfattas också av uppvärmningsproceduren.

Det enklaste och billigaste alternativet för värmeisolering av en lagringstank är konstruktionen av en låda runt den från plywood eller skivor. Utrymmet mellan lådan och behållaren ska fyllas med isoleringsmaterial. Detta kan vara slagg, en blandning av halm med lera, torr sågspån etc.

Solsystemet är installerat så att solfångare är belägna på den mest upplysta sidan av huset eller tomten (+)

Testa innan idrifttagning

När du har installerat alla element i systemet och värmt några strukturer, kan du börja fylla systemet med flytande kylvätska. Den första fyllningen av systemet bör göras genom munstycket som finns i den nedre delen av kollektorn.

Det vill säga att fyllningen utförs från botten till topp. Tack vare sådana åtgärder kan den eventuella bildningen av luftstopp undvikas.

Vatten eller annat flytande kylmedel kommer in i kammaren. Processen med att fylla systemet slutar när vatten börjar hälla från dräneringsröret i förkammaren.

Med hjälp av flottörventilen kan du justera den optimala vätskenivån i förkammaren. Efter att systemet har fyllts med kylvätska börjar det värmas upp i uppsamlaren.

Processen att öka temperaturen sker även i molnigt väder. Det uppvärmda kylvätskan börjar stiga till toppen av lagringstanken. Processen med naturlig cirkulation sker tills temperaturen hos kylvätskan som kommer in i kylaren är i linje med temperaturen på bäraren som lämnar kollektorn.

Med vattenflödet i det hydrauliska systemet kommer flottörventilen som finns i förkammaren att trigga. Således kommer en konstant nivå att upprätthållas. I detta fall kommer kallt vatten som kommer in i systemet att finnas i den nedre delen av lagringstanken. Processen att blanda kallt och varmt vatten praktiskt taget sker inte.

I det hydrauliska systemet är det nödvändigt att tillhandahålla installation av avstängningsventiler, vilket kommer att hindra den omvända cirkulationen av kylvätskan från kollektorn till behållaren. Detta inträffar när omgivningstemperaturen sjunker lägre än kylmedlets temperatur.

Sådana ventiler används vanligtvis på natten och på kvällen.

Anslutningen till konsumtionsplatserna för varmt vatten utförs med standardblandare. Konventionella enkla kranar undviks bäst. Vid soligt väder kan vattentemperaturen nå 80 ° C - att använda sådant vatten direkt är obekvämt. Således kommer kranarna att spara varmt vatten avsevärt.

Prestanda för en sådan solvattenberedare kan förbättras genom att lägga till ytterligare kollektorsektioner. Designen låter dig montera från två till ett obegränsat antal stycken.

Solsystemets prestanda ökar genom att installera fler solfångare

Grunden för en sådan solfångare för uppvärmning och varmvattenförsörjning är principen om växthuseffekten och den så kallade termosifoneffekten. Växthuseffekten används vid utformningen av värmeelementet.

Solens strålar passerar fritt genom det transparenta materialet i den övre delen av kollektorn och omvandlas till termisk energi.

Värmeenergi befinner sig i ett trångt utrymme på grund av tätheten i kollektorns kanalsektion. Termosifoneffekten används i det hydrauliska systemet när det uppvärmda kylvätskan stiger, medan kylvätskan förskjuts och tvingas att flytta in i värmezonen.

På grund av termosifoneffekten uppstår en stabil och kontinuerlig naturlig cirkulation av kylvätskan i systemet

Prestanda för solfångare

Det viktigaste kriteriet som påverkar solsystemens prestanda är solstrålningens intensitet. Mängden potentiellt användbar solstrålning på ett specifikt område kallas insolation.

Värdet på isolering vid olika ställen i världen varierar över ett ganska brett spektrum. För att bestämma de genomsnittliga indikatorerna för detta värde finns det specialtabeller. De visar den genomsnittliga solisolationen för en viss region.

Data om solisolering i en viss region kan erhållas från speciella kartor och tabeller (+)

Förutom isoleringsvärdet påverkar värmeväxlarens område och material också systemets prestanda. En annan faktor som påverkar systemets prestanda är lagringstankens kapacitet. Den optimala tankkapaciteten beräknas baserat på området för uppsamlare-adsorberarna.

När det gäller en platt samlare är detta det totala området för rör som finns i kollektorboxen. Detta värde motsvarar i genomsnitt 75 liter tankvolym per en m² uppsamlingsröryta. Lagringskapacitet är ett slags termiskt batteri.

Fabriksapparatpriser

Den största delen av de finansiella kostnaderna för att bygga ett sådant system är i tillverkningen av samlare. Detta är inte förvånande, även i industriella konstruktioner av solsystem faller cirka 60% av kostnaden för detta strukturella element. Finansiella kostnader beror på valet av material.

Det bör noteras att ett sådant system inte kan värma rummet, det kommer bara att hjälpa till att spara på kostnader, vilket hjälper till att värma vattnet i värmesystemet.Med tanke på de ganska höga energikostnaderna som används för att värma vattnet, minskar en solfångare som är integrerad i värmesystemet sådana kostnader avsevärt.

Solfångaren integreras ganska enkelt i värme- och varmvattenförsörjningssystemet (+)

För dess tillverkning används ganska enkla och prisvärda material. Dessutom är en sådan konstruktion helt icke-flyktig och kräver inte tekniskt underhåll. Underhållet av systemet reduceras till periodisk inspektion och rengöring av uppsamlarglaset från kontaminering.

Ytterligare information om organisationen av solvärme i huset presenteras i den här artikeln.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Processen för att tillverka en elementär solfångare:

Hur man monterar och driftsätter solsystemet:

Naturligtvis kommer en självgjord solfångare inte att kunna konkurrera med industrimodeller. Med hjälp av improviserade material är det ganska svårt att uppnå den höga effektiviteten som industridesign har. Men finansiella kostnader kommer att bli mycket mindre i jämförelse med köp av färdiga anläggningar.

ändå hemlagad solvärmesystem öka komfortnivån avsevärt och minska kostnaden för energi som genereras av traditionella källor.

Har du erfarenhet av att bygga en solfångare? Eller har du frågor om materialet? Vänligen dela information med våra läsare. Du kan lämna kommentarer i formuläret nedan.