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Diciamo come realizzare un collettore solare per il riscaldamento con le tue mani.


Tutti i tipi di collettori solari sono sviluppati utilizzando le ultime tecnologie e materiali moderni. Grazie a questi dispositivi è la conversione di energia solare. L'energia ricevuta può riscaldare l'acqua, riscaldare le stanze, le serre e le serre.

I dispositivi possono essere rafforzati sulle pareti, sui tetti di una casa privata, sulla serra. Per le stanze di grandi dimensioni si consiglia di acquistare dispositivi di fabbrica. Ora gli heliosystem vengono costantemente migliorati. Pertanto, i pannelli solari sono pesantemente forniti nel prezzo, attirando l'attenzione dei consumatori. Il costo dei dispositivi di fabbrica è quasi equivalente ai costi finanziari spesi per la loro produzione. L'aumento dei prezzi si verifica solo a causa della truffa finanziaria dei concessionari. Il costo del raccoglitore è commisurato ai costi monetari che saranno necessari per installare un sistema di riscaldamento classico.

Ad oggi, la produzione di tali dispositivi sta guadagnando sempre più popolarità. Vale la pena notare che l'efficacia di un dispositivo fatto in casa nella sua qualità è molto inferiore ai dispositivi di fabbrica. Ma per riscaldare una piccola stanza, una casa privata o un'unità di edifici agricoli, fatta con le tue mani, può facilmente e rapidamente.

Video introduttivo sul dispositivo dello scaldacqua

Principio di funzionamento

Ma il principio del riscaldamento dell'acqua è identico - tutti i dispositivi funzionano secondo uno schema sviluppato. Con il bel tempo, i raggi del sole iniziano a riscaldare il liquido di raffreddamento. Passa attraverso sottili tubi aggraziati, entrando nel serbatoio con liquido. Il trasportatore di calore e i tubi sono posizionati su tutta la superficie interna del serbatoio. Grazie a questo principio, il liquido nell'apparecchio viene riscaldato. Successivamente, l'acqua riscaldata può essere utilizzata per esigenze domestiche. Pertanto, è possibile riscaldare la stanza, utilizzare un liquido riscaldato per le docce come fornitura di acqua calda.

La temperatura dell'acqua può essere monitorata dai sensori sviluppati. Se c'è troppo raffreddamento del liquido al di sotto di un livello prestabilito, si accenderà automaticamente uno speciale riscaldatore di riserva. Il collettore solare può essere collegato a una caldaia elettrica oa gas.

Viene presentato uno schema di lavoro adatto per tutti gli scaldacqua solari. Un dispositivo del genere è perfetto per riscaldare una piccola casa privata. Fino ad oggi, ha sviluppato diversi dispositivi: apparecchi piatti, a vuoto e ad aria. Il principio di funzionamento di tali dispositivi è molto simile. Il trasportatore di calore viene riscaldato dai raggi del sole con ulteriore ritorno di energia. Ma ci sono molte differenze nel lavoro.

Video su vari tipi di fonti alternative di riscaldamento

Collettore piano

Il riscaldamento del liquido di raffreddamento in un tale dispositivo si verifica a causa dell'assorbitore della piastra. È un piatto piano di metallo che assorbe il calore. La superficie superiore della piastra in una tonalità scura vernice appositamente sviluppata. Un tubo a serpentina è saldato sul fondo del dispositivo.

Con l'aiuto di esso è la circolazione del fluido.

La vernice scura e selettiva che ricopre la superficie superiore del piatto assorbe la luce del sole. Il riflesso del sole è ridotto al minimo. L'energia assorbita riscalda il refrigerante sotto l'assorbitore. Per ridurre al minimo la perdita di calore, puoi applicare l'isolamento del corpo con vetro temperato. Tale materiale contiene la quantità minima di ossidi di ferro. Il vetro è fissato sopra l'assorbitore. Il dispositivo funge da copertura superiore del case. Inoltre, il vetro temperato crea un "effetto serra" sotto forma di serra isolante. Ciò aumenta significativamente il riscaldamento dell'assorbitore, aumentando la temperatura del liquido di raffreddamento. Un tale dispositivo è perfetto per il riscaldamento di una casa privata. Inoltre, l'unità è installata in serre, docce, serre da giardino e serre.

Collettore sottovuoto

Rispetto a un dispositivo piatto, il collettore sottovuoto ha un design diverso. I principali elementi di lavoro sono considerati tubi sottovuoto e refrigerante. A causa del rivestimento altamente selettivo, la superficie del vetro del dispositivo assorbe una grande quantità di sole. L'energia solare inizia a riscaldare rapidamente il refrigerante interno. L'eliminazione della perdita di calore avviene utilizzando uno strato intermedio sottovuoto. Il calore accumulato passa attraverso il collettore di calore, passando al sistema del dispositivo stesso.

L'energia risultante può essere utilizzata per riscaldare il fluido nel serbatoio di stoccaggio.

Se consideriamo il lavoro nel suo insieme, il collettore sottovuoto ha le massime prestazioni rispetto a un dispositivo piatto. L'unità può essere installata sul tetto di una casa privata, in serre, serre, serre, docce estive.

Collettore di aria

Il collettore d'aria è uno degli sviluppi di maggior successo. Ma le batterie solari di tipo aereo sono molto rare. Tali dispositivi non sono adatti al riscaldamento domestico o all'acqua calda. Sono usati per l'aria condizionata. Il refrigerante è ossigeno, che viene riscaldato dall'energia solare. Le celle solari di questo tipo sono identificate da un pannello di acciaio nervato dipinto in una tonalità scura. Il principio di funzionamento di questo dispositivo è una fornitura naturale o automatica di ossigeno alle case private. L'ossigeno viene riscaldato dalla radiazione solare sotto il pannello, creando aria condizionata.

Autorizzato a installare il collettore di aria può essere in case private, locali commerciali.

Plus sistemi solari

  • Ridurre il consumo di elettricità almeno 2-3 volte;
  • A causa del grave esaurimento delle risorse naturali, gli aggregati autoprodotti possono diventare fonti insostituibili di riscaldamento;
  • Nell'apparecchio ad aria, per conferire specifiche proprietà aromatiche specifiche, è consentito aggiungere sostanze aggiuntive. L'antigelo viene aggiunto all'acqua del collettore piano e sottovuoto. Aiutano a mantenere il liquido dal congelamento a basse temperature atmosferiche;

Video sul dispositivo tecnico e sull'apparecchio di prova

Contro di sistemi solari

  • Messa in servizio recente del dispositivo;
  • L'impossibilità di installare unità in alcune regioni a causa del fuso orario, della lunghezza del giorno, della posizione del terreno, delle condizioni meteorologiche;
  • Nella maggior parte dei casi, il dispositivo fatto a mano, si consiglia di utilizzare solo come fonte aggiuntiva di energia. Usare i pannelli solari per l'intera generazione di calore non è pratico;

Schema di collegamento dell'impianto solare:

Cosa è necessario?

Per creare un'unità aerea, piatta o da vuoto con le tue mani, avrai bisogno di:

  • Sensori di temperatura nel dispositivo e nel dispositivo di memorizzazione;
  • Adattatori per il collegamento del sistema alla fornitura di acqua fredda;
  • Scolare per l'acqua calda;
  • Sensori di temperatura speciali per il riscaldamento del fluido;
  • Serbatoio di espansione
  • Pompa di circolazione;
  • Controllo solare;

Istruzioni di montaggio

Prima di tutto, è necessario determinare le dimensioni del dispositivo futuro. Pertanto, si consiglia di eseguire attentamente un calcolo accurato dell'area in cui si troverà il dispositivo. Un fattore importante nel calcolo è la determinazione dell'intensità della radiazione solare. Nelle regioni più fredde l'energia del sole è indebolita, nelle regioni meridionali del paese - aumentata. Inoltre, i calcoli sono influenzati dalla posizione della casa, della serra o da altre fonti in cui l'unità sarà localizzata. Un altro fatto importante è il materiale del circuito di riscaldamento. Più basso è il tasso di materiale, minore è la temperatura dell'aria o del flusso d'acqua.

Si ritiene che quanto più grande è l'apparecchio solare nelle sue dimensioni, tanto migliori sono le prestazioni del dispositivo. Ma vale la pena considerare che le batterie fatte a mano hanno un'efficienza molto bassa.

Processo di assemblaggio

Le fasi principali del lavoro:

  • Produzione di scatole;
  • Produzione di uno speciale scambiatore di calore, nonché di un radiatore;
  • Produzione di depositi e avankemers;
  • l'aggregazione;

Messa;

Produzione di scatole

Per la scatola, è necessario un listello di 30x120 mm ± 5 mm. Il fondo della scatola crea testo, dotandolo di costole speciali. Grazie al polyfoam si crea un buon isolamento termico. Il fondo è coperto da un foglio zincato.

È consentito sostituire la plastica espansa con lana minerale.

Produzione di scambiatori di calore

  • Avrai bisogno di tubi di metallo. La lunghezza dei tubi deve essere almeno 1,6 m. Quantità: 15 pezzi. Anche nel lavoro è necessario utilizzare tubi da due pollici con una lunghezza di 0,7 m.
  • Nei tubi ispessiti, i piccoli fori dovrebbero essere perforati con lo stesso diametro dei tubi più piccoli. I fori devono installare i tubi. I fori praticati devono essere coassiali, situati sullo stesso asse. Il loro passo massimo non dovrebbe essere superiore a 4,5 cm.
  • Tutto il necessario per il funzionamento del tubo deve essere assemblato in una struttura intera. Per affidabilità, sono saldati usando una saldatrice.
  • Sulla copertura di zincatura sul fondo del condotto, montare lo scambiatore di calore. Per affidabilità, può essere fissato con clip metalliche o morsetti in acciaio.
  • Per un migliore assorbimento dei raggi, il fondo della struttura è dipinto in una tonalità scura. I componenti esterni della struttura sono verniciati in una tonalità chiara. Ombra bianca perfetta Aiuta a ridurre la perdita di calore.
  • Un vetro di copertura è installato vicino alle partizioni. I giunti sono accuratamente sigillati.
  • La distanza media tra gli elementi strutturali è di 11 mm.

Guidare la produzione

Consentito l'uso come canna da taglio singola e varie strutture saldate. Il serbatoio di stoccaggio deve essere isolato dalla dispersione di calore. Avankamera dovrebbe essere dotata di una gru a cerniera, un meccanismo che fornisce fluido. Il volume di avant-camera dovrebbe essere pari a 36-40 litri.

Hitching

  • Prima di tutto, vengono installati il ​​drive e la avancamera. L'altezza dell'acqua nell'avambraccio dovrebbe essere superiore di 0,8 m rispetto al serbatoio. È necessario pensare al dispositivo del fluido che si sovrappone.
  • Un collettore destinato al riscaldamento è fissato sul telaio della struttura. Un dispositivo progettato per riscaldare l'acqua può essere posizionato sul tetto di una serra, in serra o a casa. Per accogliere il dispositivo, scegli il lato sud. L'installazione dovrebbe avere una pendenza fino all'orizzonte di 35-40 °.
  • La distanza tra lo scambiatore di calore e la trasmissione non deve essere superiore a 50-70 cm. In caso contrario, la perdita di energia solare sarà molto evidente.
  • Il collettore deve essere posizionato sotto l'unità e l'unità sotto la camera di avant.

Messa

Per il montaggio finale, avrete bisogno di valvole speciali sotto forma di vari adattatori, sgons o raccordi. Le sezioni ad alta pressione della batteria solare sono collegate da tubi speciali con un diametro di 0,5 pollici. Per aree a bassa pressione si consiglia di utilizzare tubi con un diametro di 1 pollice.

  • Con l'aiuto del foro di drenaggio inferiore, la struttura viene riempita d'acqua;
  • Il dispositivo è collegato a una avancamera;
  • I livelli del fluido sono regolati;
  • Si raccomanda di verificare la presenza di perdite d'acqua nella batteria;

Dopo aver assemblato e verificato il progetto, è possibile iniziare l'operazione;

Fare o acquistare una soluzione chiavi in ​​mano?

I dispositivi autoprodotti destinati al riscaldamento e al riscaldamento dell'acqua possiedono una bassa efficienza. Pertanto, si raccomanda di utilizzare tali strutture per il riscaldamento di una serra, un giardino d'inverno con fiori, una piccola stanza privata. L'aria, l'apparecchio piano o sotto vuoto può aumentare significativamente il livello di comfort nel paese o in una casa di campagna. I dispositivi riducono il costo dell'elettricità consumata da fonti di energia convenzionali. Con l'introduzione di nuove tecnologie, l'uso dei sistemi solari sta prendendo piede. Ma per le regioni fredde del paese, dovrebbero essere acquisite strutture di fabbrica.

Le celle solari pronte hanno la massima efficienza rispetto ai dispositivi fatti in casa.

Costruire un collettore solare con le proprie mani secondo lo schema

L'alto costo di tutti i soliti vettori energetici, che sono spesso utilizzati nella vita di tutti i giorni, fa sì che le persone non si fermino a ciò che è stato realizzato e cercano fonti di energia sempre più avanzate che non sarebbero inferiori a quelle esistenti, e persino migliori e più affidabili in una serie di indicatori. Una delle opzioni alternative e ampiamente utilizzate per sostituire l'energia convenzionale è quella solare.

La persona lo conosce già bene, quindi il suo uso è abbastanza efficacemente sviluppato in vari settori della vita. Ad esempio, l'acqua fredda può essere riscaldata senza difficoltà a causa dell'energia solare. Ciò è diventato possibile grazie al collettore solare, che assorbe l'energia del sole e lo converte in energia già calda, quindi viene trasferito al liquido di raffreddamento.

contenuto

  • Collettore solare: tipi e sottospecie di portatori di calore
    • Portatore di calore solare Thermosyphon
    • Portatore di calore piatto
    • Collettore solare liquido
    • Refrigerante d'aria
    • concentrarsi
    • Forno solare e distillatore
  • Collettore solare: principi e sottigliezze del flusso di lavoro
  • Fare un collettore solare con le tue mani
  • Il risultato
  • Video su come realizzare un collettore solare.

Il collettore solare con le sue mani può fare assolutamente tutti, e non è necessario per lui essere un professionista in questa materia. Dopo tutto, la costruzione di un classico raccoglitore è molto semplice: una lastra di metallo nera è collocata in una custodia di plastica o di vetro, la cui superficie assorbe l'energia solare.

Collettore solare: tipi e sottospecie di portatori di calore

A seconda di quale temperatura può raggiungere la piastra del collettore, possono essere suddivisi nei seguenti tipi:

  • Collettore a bassa temperatura;
  • Collettore a media temperatura;
  • Collettore di calore

Un collettore solare a bassa temperatura non sarà in grado di fornire energia con grande potenza. Sarà in grado di scaldare l'acqua non più calda di 500 C.

E i collezionisti ad alta temperatura sono molto richiesti nelle imprese industriali e nelle grandi fabbriche, quindi è semplicemente impossibile realizzarli da soli.

Vista del collettore solare

Tutta l'energia solare integrata è suddivisa in:

  • Collettori solari piani;
  • Collettori d'aria;
  • Energia liquida;
  • Collettori solari integrati cumulativi.
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Portatore di calore solare Thermosyphon

I collettori solari integrati accumulativi sono chiamati in modo diverso collettori termosifonici. Il suo scopo principale non è solo quello di riscaldare l'acqua, ma anche di mantenere la temperatura desiderata per un certo tempo. Questi collezionisti non hanno pompe, quindi sono molto più economici di altre varietà.

Il collettore solare a termosifone viene realizzato sotto forma di una costruzione con un serbatoio, che viene riempito con acqua e collocato in una scatola termoisolante. Sopra il serbatoio c'è una gomma di vetro, attraverso il vetro di cui passa la radiazione solare e riscalda l'acqua.

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Portatore di calore piatto

Schema di riscaldamento dell'acqua nella caldaia utilizzando un collettore solare

Un collettore solare piano assomiglia ad una normale scatola metallica piatta, all'interno della quale c'è una lastra nera attraverso la quale passa l'energia solare.

Il cassetto di vetro della scatola accumula la radiazione solare. Poiché il vetro ha un basso contenuto di ferro, tutta l'energia accumulata viene trasferita alla piastra.

La scatola del collettore piano è isolata termicamente e la piastra nera è termicamente recettiva, quindi il calore viene rilasciato da questo design. E poiché l'efficienza della piastra non supera il 10-15%, è inoltre ricoperta da un semiconduttore amorfo.

I vettori energetici piani sono progettati per riscaldare l'acqua nelle saune, nelle piscine, nonché per riscaldare i salotti e altre necessità domestiche.

Collettore solare liquido

Il collettore solare liquido può essere smaltato o non smaltato. E anche con un sistema di scambio termico chiuso o aperto. Ma tutti condividono il principio del refrigerante, che si basa su un liquido.

Refrigerante d'aria

Schema di essiccazione del grano utilizzando un collettore solare

Il collettore solare aereo assomiglia vagamente al lavoro di un collettore di liquidi. Ma la sua installazione e l'acquisto richiedono molto meno denaro. Inoltre, i refrigeranti dell'aria non congelano a temperature dell'aria negative e non perdono.

concentrarsi

Oltre a tutti i suddetti tipi e sottospecie di collettori solari, ci sono anche concentratori. La caratteristica principale dei concentrati dei collezionisti è la concentrazione della radiazione solare. Ciò è possibile a causa della superficie a specchio della struttura, a causa della quale i raggi del sole sono diretti verso gli assorbitori.

Cioè, i concentrati sono adatti solo per il lavoro in paesi in cui il clima caldo viene costantemente mantenuto.

Forno solare e distillatore

E l'ultimo tipo di collettori solari può essere considerato come forni che funzionano a scapito della radiazione solare e dei distillatori. Il principio di funzionamento dei distillatori è l'evaporazione dell'acqua. Pertanto, non solo forniscono calore, ma producono anche la depurazione dell'acqua. Le stufe solari funzionano con lo stesso algoritmo.

Collettore solare: principi e sottigliezze del flusso di lavoro

Prima di iniziare a preparare il refrigerante solare, è necessario studiare attentamente le regole di base del suo funzionamento e i componenti dell'intera struttura. Non sembrerebbe paradossale, ma la costruzione del collettore solare è piuttosto semplice: la base del suo principio di funzionamento si basa sulle consuete leggi fisiche, secondo le quali un fluido con una densità più elevata sposta un fluido con una densità inferiore.

In linea di principio, lo stesso schema di lavoro è incorporato nel funzionamento del sistema di riscaldamento con il movimento naturale del liquido di raffreddamento: l'acqua più calda sale verso l'alto a causa dell'acqua più fredda. La principale differenza tra il riscaldamento naturale e il calore solare è solo un modo per riscaldare l'acqua - quando l'acqua del collettore viene riscaldata dal sole.

Pannelli solari integrati nel tetto della casa

Sulla base di questo principio, possiamo concludere che la progettazione del refrigerante solare è molto semplice: una bobina posizionata verticalmente, in cui l'acqua si solleva gradualmente mentre sale verso l'alto, per poi entrare nel serbatoio di accumulo, dal quale è già riscaldato. Affinché i collettori solari fatti in casa fatti in casa possano funzionare in modo più efficiente, è necessario stabilire il movimento naturale del fluido.

Sulla base delle sottigliezze di cui sopra e le sfumature dei collezionisti, il principio di installare numerosi nodi di riscaldatori solari alternativi. Affinché la circolazione vitale del fluido possa essere eseguita correttamente senza utilizzare una pompa, il collettore solare per il riscaldamento deve trovarsi nella parte più alta dell'edificio (spesso sul tetto), e il serbatoio di stoccaggio deve essere leggermente al di sotto del trasportatore di calore (ad esempio nella soffitta).

Fare un collettore solare con le tue mani

Il componente principale del collettore solare è il suo fondamento. La soluzione più ottimale per il suo assemblaggio è considerata il montaggio da un ampio foglio di plastica. Puoi anche utilizzare il materiale del tipo OCU-2. Ma per soddisfare tutti i requisiti di qualità, dovrà essere attentamente protetto da umidità potenziale. Ma anche se dovessimo soddisfare tutte queste misure, non sarà possibile contare su un lungo periodo operativo della base, poiché l'albero non è molto resistente. Pertanto, il foglio di plastica sarà il materiale migliore per la produzione della base: è resistente, durevole e leggero.

Riscaldamento tipico della casa con un collettore solare

Il collettore stesso deve essere fatto di un materiale trasparente, per esempio, da un tubo di plastica trasparente o di vetro. Ma possono essere sostituiti con un tubo convenzionale di metallo-plastica, dipinto di nero. Tale materiale per il refrigerante è molto facile da montare e fissare in base al design.

Nella fase successiva, dovresti considerare attentamente l'area di riscaldamento. Tutti i tubi devono essere posizionati molto strettamente l'uno rispetto all'altro. Pertanto, se ti sembra che sarà facile piegarli sotto un piccolo raggio di arrotondamento, ti sbagli profondamente. Per fare questo, dovrai usare una quantità enorme di raccordi angolari.

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Ora puoi iniziare a produrre capacità cumulativa. Molto probabilmente, nessuno dovrebbe avere domande inutili come: "Di cosa può essere fatto?" Per la sua produzione, avrete bisogno di un comune scaldacqua elettrico. È lui che è molto richiesto nella stagione invernale per lo scopo previsto, e nel periodo estivo serve come una sorta di deposito di acqua riscaldata dall'energia solare.

Collegare uno scaldabagno elettrico non è difficile: in primo luogo, il serbatoio è collegato al sistema di alimentazione idrica esistente utilizzando il metodo appropriato. Quindi il lato inferiore del vettore di calore solare è collegato al tubo dell'acqua fredda con l'aiuto di un raccordo a T e una valvola di intercettazione. Seguendo lo stesso algoritmo, viene collegato un tubo di alimentazione dell'acqua calda, solo che è collegato al lato superiore del raccordo terminale.

Tutte le fasi dell'assemblaggio del riscaldatore solare terminano. Resta solo da studiare attentamente i principi di interazione e funzionamento del sistema, nonché i principi della sua gestione. Anche in questo, non c'è nulla di proibitivamente complesso. Bisogna abituarsi alle quattro gru da taglio invece dei soliti due: grazie a loro, il sistema passerà dal funzionamento estivo a quello invernale e viceversa.

Il risultato

Pertanto, il collettore solare viene riprodotto in modo indipendente. Certamente, è sotto molti aspetti inferiore ai portatori di calore dell'assemblaggio della fabbrica, ma, tuttavia, è permesso di risparmiare una notevole quantità e ha tutte le funzioni necessarie.

L'alto costo di tutti i soliti vettori energetici, che sono spesso utilizzati nella vita di tutti i giorni, fa sì che le persone non si fermino a ciò che è stato realizzato e cercano fonti di energia sempre più avanzate che non sarebbero inferiori a quelle esistenti, e persino migliori e più affidabili in una serie di indicatori. Una delle opzioni alternative e ampiamente utilizzate per sostituire l'energia convenzionale è quella solare. La persona lo conosce già bene, quindi il suo uso è abbastanza efficacemente sviluppato in vari settori della vita. Ad esempio, l'acqua fredda può essere riscaldata senza difficoltà a causa dell'energia solare. Ciò è diventato possibile grazie al collettore solare, che assorbe l'energia del sole e lo converte in energia già calda, quindi viene trasferito al liquido di raffreddamento.

Il collettore solare per il riscaldamento può essere reso assolutamente da tutti, e non è necessario per lui essere un professionista in questa materia. Dopo tutto, la costruzione di un classico raccoglitore è molto semplice: una lastra di metallo nera è collocata in una custodia di plastica o di vetro, la cui superficie assorbe l'energia solare.

Video su come realizzare un collettore solare.

In questo video vedrai uno schema dettagliato della costruzione di un collettore solare.

Come realizzare un collettore solare piano per il riscaldamento

Usare l'energia libera del sole è un buon metodo per risparmiare carburante ed elettricità spesi per il riscaldamento di una casa privata. Il prezzo elevato dei ricevitori di calore e delle relative apparecchiature interferisce con l'uso massiccio dei sistemi solari: sarà necessario un serbatoio di stoccaggio, una pompa di circolazione, un'unità di controllo elettronica e altri accessori. L'unico modo per ridurre i costi è quello di realizzare un collettore solare con materiali economici con le proprie mani e assemblare uno schema di tubazioni standard.

Il principio di funzionamento di riscaldatori solari

Prima di intraprendere la produzione di un collettore solare fatto in casa, vale la pena esplorare il dispositivo dei modelli di fabbrica esistenti: aria e acqua. I primi sono utilizzati per il riscaldamento diretto degli ambienti, i secondi sono utilizzati come scaldabagno o antigelo per antigelo.

Aiuto. Le installazioni aeree non sono molto popolari a causa della limitata funzionalità. I modelli di riscaldamento dell'acqua sono più richiesti perché possono fornire riscaldamento, fornitura di acqua calda e aumentare la temperatura nelle piscine all'aperto.

L'elemento principale del sistema solare è il collettore solare stesso, offerto in 3 versioni:

  1. Scaldabagno piatto È una scatola sigillata, isolata sotto. All'interno c'è un dissipatore di calore (assorbitore) da una lamiera, su cui è fissata una bobina di rame. L'elemento superiore è rivestito con vetro resistente.
  2. Il design del collettore di riscaldamento dell'aria è simile alla versione precedente, solo attraverso i tubi invece del refrigerante circola l'aria soffiata dal ventilatore.
  3. Il dispositivo di un collettore tubolare sottovuoto è fondamentalmente diverso dai modelli piatti. Il dispositivo è costituito da flaconi di vetro durevoli, in cui sono collocati tubi di rame. Le loro estremità sono collegate a 2 linee: alimentazione e ritorno, l'aria proveniente dai palloni viene pompata all'esterno.

Supplemento. Esiste un altro tipo di scaldacqua a vuoto, in cui i matracci di vetro sono sigillati ermeticamente e riempiti con una sostanza speciale che evapora a bassa temperatura. Durante l'evaporazione, il gas assorbe una grande quantità di calore trasferito nell'acqua. Nel processo di scambio di calore, la sostanza si condensa di nuovo e fluisce verso il fondo del matraccio, come mostrato nella figura.

Il dispositivo di un tubo a vuoto di riscaldamento diretto (a sinistra) e un pallone, funzionante per evaporazione / condensa

I tipi elencati di collettori utilizzano il principio del trasferimento diretto del calore della radiazione solare (altrimenti l'insolazione) di un fluido o di aria che scorre. Lo scaldacqua piatto funziona così:

  1. Tramite uno scambiatore di calore in rame con una velocità di 0,3-0,8 m / s movimenti di acqua o antigelo pompati da una pompa di circolazione (anche se ci sono modelli di gravità per una doccia di strada).
  2. I raggi del sole riscaldano il foglio assorbente e il tubo della bobina strettamente collegato ad esso. La temperatura del liquido di raffreddamento che scorre aumenta di 15-80 gradi a seconda della stagione, dell'ora del giorno e delle condizioni atmosferiche esterne.
  3. Per escludere perdite di calore, le superfici inferiore e laterale del case sono isolate con schiuma di poliuretano o polistirene espanso estruso.
  4. Il vetro superiore trasparente ha 3 funzioni: protegge il rivestimento selettivo dell'assorbitore, non consente al vento di soffiare sulla bobina e crea un traferro sigillato che trattiene il calore.
  5. Il liquido di raffreddamento caldo entra nello scambiatore di calore del serbatoio di accumulo - serbatoio di accumulo o caldaia a riscaldamento indiretto.

Poiché la temperatura dell'acqua nel circuito del dispositivo varia in base alle stagioni e ai giorni, il collettore solare non può essere utilizzato direttamente per il riscaldamento e l'acqua calda. L'energia ricevuta dal sole viene trasferita al liquido di raffreddamento principale attraverso la serpentina del serbatoio di stoccaggio (caldaia).

L'eccezione sono le centrali solari per piscine che riscaldano l'acqua del serbatoio direttamente o attraverso un semplice scambiatore di calore.

L'efficienza dell'apparato tubolare è esaltata dal vuoto e dalla parete riflettente interna di ogni pallone. I raggi del sole passano liberamente attraverso lo strato airless e riscaldano il tubo di rame con antigelo, ma il calore non può superare il vuoto e uscire, quindi le perdite sono minime. Un'altra parte della radiazione entra nel riflettore e si concentra sulla linea di galleggiamento. Secondo i produttori, l'efficienza dell'installazione raggiunge l'80%.

Quando l'acqua nel serbatoio viene riscaldata alla temperatura desiderata, gli scambiatori di calore solari vengono commutati in piscina utilizzando una valvola a tre vie.

Facciamo un collezionista d'acqua

Scaldabagno per fare un tipo di vuoto a casa non funzionerà per ovvi motivi. Pertanto, intraprendiamo un design piatto con uno scambiatore di calore e un assorbitore che raccoglie i raggi del sole. Idealmente, è necessario calcolare l'area del ricevitore e la temperatura dell'acqua alla presa, a seconda di molti fattori:

  • regione di residenza e livello di insolazione;
  • temperatura ambiente, specialmente in inverno;
  • l'area della superficie di scambio di calore che riceve la radiazione dal sole;
  • materiale e rivestimento della bobina;
  • temperatura di ingresso del refrigerante;
  • angolo di inclinazione del pannello in relazione ai raggi del sole;
  • portata d'acqua attraverso i tubi dello scambiatore di calore.

Su Internet, non è difficile trovare i calcoli delle prestazioni di un collettore solare, ma attenzione: i calcoli sono molto imprecisi.

Un esempio Il fatto è preso come base: in una giornata limpida, 500-800 W di energia solare entra in 1 m² di superficie. Inoltre, secondo la formula della scuola m = Q / 1.163 x Δt, determiniamo la massa di acqua riscaldata a 40 ° C dallo scambiatore di calore 1 m²: 500 / 1.163 x 40 = 10,7 litri all'ora. Con 800 W / m² di insolazione, sarà possibile riscaldare 17,2 litri / ora. Ma il diavolo è nei dettagli: la cifra iniziale di 0,5-0,8 kW per metro quadrato è una cifra molto approssimativa.

Ricevitore di calore dai tubi PND (a sinistra) e serpentine del tubo da giardino, collocato all'interno dei telai delle finestre (a destra)

Offriamo un approccio semplificato al problema, definito nelle istruzioni dettagliate:

  1. Determina il luogo e l'area che sei pronto a dare sotto il raccoglitore.
  2. Concentrandosi sui prezzi dei materiali, scegliere l'opzione appropriata per assemblare la bobina e lo scafo.
  3. Creare un prototipo, collegarlo al riscaldamento o alla fornitura d'acqua secondo lo schema corretto. Mostreremo i metodi di reggiatura nelle sezioni seguenti di questo articolo.
  4. Provare un circuito di riscaldamento a casa e trarre ulteriori conclusioni sull'aumento / diminuzione della potenza, sulla modifica del progetto e così via.

Ora passeremo attraverso ogni fase separatamente, concentrandoci sulle insidie.

Posizionamento dell'installazione termica

In realtà, ci sono solo due opzioni per la posizione di un collezionista improvvisato: sul tetto dell'edificio o sulla zona aperta del sito adiacente alla casa. Quando scegli un luogo, segui le semplici regole:

  1. Il sito dovrebbe essere illuminato durante il giorno, non ombreggiato da alberi e altri edifici annessi.
  2. Quando installato sul tetto, viene selezionata una pendenza più dolce, dove arriva sempre la radiazione solare. È chiaro che la parte ripida del tetto in soffitta rotto non funzionerà.
  3. Installazione per il riscaldamento dell'acqua progettata per il riscaldamento o l'acqua calda, non portare lontano da casa. La lunghezza delle condotte di alimentazione, la perdita di calore e i costi di installazione aumenteranno.
  4. Orientare il raccoglitore di terra in modo che il sole, spostandosi visivamente da est a ovest, illumini costantemente il dissipatore di calore. Angolo di installazione del pannello - 60 ± 15 °.

Nota. L'efficienza dell'elemento riscaldante può essere aumentata utilizzando un concentratore solare parabolico, che raccoglie i raggi in un singolo fascio, che viene inviato all'assorbitore. Il design e i metodi di assemblaggio di uno specchio concavo sono mostrati nel video.

Le installazioni solari, progettate per riscaldare l'acqua nella doccia estiva, si trovano sul tetto di questo edificio e sono collegate per flusso di gravità. I dispositivi per il riscaldamento delle piscine sono posizionati accanto alla tazza del serbatoio.

Selezione di materiali

Abbiamo realizzato una selezione di componenti per la produzione di scaldacqua solari sulla base di recensioni e argomenti discussi nel famoso Forum Forum. Quindi, la scatola del ricevitore rettangolare di solito è fatta di legno o telai prefabbricati di vecchie finestre. La parete posteriore del case è isolata con lana di basalto, schiuma o polistirene espanso estruso.

Consiglio. Il fondo della scatola può essere realizzato con isolamento polimerico rivestito in alluminio. Lo strato di metallo servirà da assorbitore: non dovrai aggiungere un foglio aggiuntivo.

Scambiatori di calore artigiani domestici sono fatti da una varietà di tubi:

  • plastica nera (HDPE);
  • acciaio inossidabile corrugato;
  • rame e alluminio;
  • polipropilene e metallo plastico;
  • polietilene reticolato;
  • radiatori in acciaio a pannelli.
Esempi di dissipatori di calore fatti in casa realizzati con tubi di rame e acciaio

Dal punto di vista dell'efficienza e della durabilità, è meglio utilizzare tubi di alluminio, rame e acciaio inossidabile, che hanno la migliore conduttività termica. La mancanza di materiale è alto prezzo.

I tubi di plastica sono molto più economici del metallo e più facili da installare. Ma quando si usano i polimeri è necessario prendere in considerazione una serie di sfumature:

  • qualsiasi materia plastica viene gradualmente distrutta dalle radiazioni ultraviolette;
  • le pareti dei tubi PPR sono troppo spesse, non riscaldano bene;
  • la plastica-plastica di alta qualità è troppo costosa per i nostri scopi e, a buon mercato, spesso si stratifica in curva e collassa rapidamente al sole;
  • il polietilene reticolato "ricorda" la curva iniziale nella baia, è conveniente ricavarne una serpentina anulare e non è facile raddrizzarla;
  • I tubi in HDPE devono comprare una serie di alimenti (con una striscia blu), è meglio protetta dalle radiazioni ultraviolette.

Aiuto. La versione più semplice dello scambiatore di calore per la piscina: un tubo da giardino nero, a forma di "lumaca". Materiale meno - rottura della gomma per esposizione a lungo termine al sole.

Attraverso il policarbonato a nido d'ape, puoi saltare l'acqua riscaldata dal sole. Un collettore - il tubo del polimero è saldato all'estremità del foglio.

Tubi a parete sottile PND: una scelta eccellente in termini di prezzo - qualità. La superficie nera assorbe bene il calore del sole, i raccordi di collegamento sono economici. La tubazione viene fissata all'assorbitore con morsetti in plastica o una striscia di stagno sulle viti.

Come un foglio assorbente, è possibile utilizzare un normale o acciaio inossidabile, verniciato in nero. Ideale - foglio di alluminio o rame.

La parte superiore della scatola è coperta con i seguenti materiali trasparenti tra cui scegliere:

  • vetro semplice o rinforzato;
  • pellicola di plastica trasparente;
  • policarbonato cellulare sottile.
Film: la versione più economica del rivestimento. Un problema: il polietilene sottile crolla al freddo

Consiglio. Non utilizzare finestre a doppi vetri pronte da finestre di plastica come elementi traslucidi. In inverno, quando c'è una grande differenza di temperatura tra l'aria esterna e la camera interna chiusa del collettore, il pacchetto a doppio strato non si alza e si spezza.

Raccomandazioni di montaggio

Il processo di produzione di un collettore solare è così ovvio che non ha senso scrivere istruzioni passo-passo. Il compito è quello di realizzare la camera ermetica massima installando uno scambiatore di calore all'interno di un assorbitore di metallo. Daremo semplicemente una serie di consigli per salvarti dagli errori:

  1. Le tubazioni dello scambiatore di calore possono essere posate longitudinalmente o a spirale (coclea). La distanza tra le linee adiacenti (bobine) rende piccolo - da 1 a 4 cm.
  2. L'ermeticità della custodia si ottiene rivestendo i giunti con un sigillante siliconico o mediante la posa di guarnizioni in gomma.
  3. I tubi sono fissati alla base in qualsiasi modo conveniente: morsetti in plastica, striscia di metallo o semplicemente fissati sui lati con viti.
  4. L'intera cavità interna è verniciata con smalto nero resistente al calore (venduta in bombolette spray).
  5. Lo spessore dello strato isolante sulla parete posteriore del riscaldatore è di almeno 50 mm.
  6. Dall'alto, il modo più semplice per allungare la pellicola trasparente è l'opzione migliore per il prototipo. Successivamente, è facile sostituirlo con il vetro.

Un'altra raccomandazione Le parti in legno devono essere trattate con antisettico. Coprire il telaio, saldato da profili in acciaio, con un primer e 2 strati di vernice leggera.

Dopo aver assemblato il pannello del collettore di calore, riempire la serpentina con acqua e verificare la tenuta. Quindi testare il collettore solare: collegare l'uscita al serbatoio, installare il dispositivo al sole e misurare la temperatura dell'acqua, tenendo conto del tempo di riscaldamento. Sulla base di indicatori reali è facile scoprire le prestazioni dello scaldabagno.

Il processo di creazione di un collettore fatto in casa con uno scambiatore di calore in rame, vedere il video:

Diagramma di cablaggio

Un collettore progettato per riscaldare l'acqua nella doccia è collegato a un serbatoio di accumulo tramite un circuito a gravità. Una condizione importante: l'impianto solare deve essere collocato al di sotto del serbatoio principale in modo che l'acqua calda di bassa densità sale attraverso il tubo e sposta quella fredda. Il disegno di un tale sistema è mostrato nel disegno.

Quando è collegato a una caldaia oa un accumulatore di calore, il collettore solare funge da fonte di calore a tutti gli effetti. I produttori di sistemi solari propongono di utilizzare un circuito di pressione a due tubi, che include gli elementi richiesti di reggiatura:

  • Pompa a pressione da 0,4 bar;
  • vaso di espansione a membrana;
  • sfiato automatico;
  • valvola di sicurezza, progettata per funzionare ad una pressione di 2 bar;
  • manometro;
  • termometro;
  • valvole di arresto, valvola di reintegro;
  • controller con due sensori di temperatura;
  • isolamento termico per linee di alimentazione.

Un punto importante Se una batteria di più collettori è collegata al serbatoio di accumulo, la capacità della pompa e il volume del serbatoio di espansione devono essere aumentati. La capacità minima del serbatoio della membrana è pari al 10% della quantità totale di refrigerante nel circuito.

Lo schema funziona come segue:

  1. Il dissipatore di calore è collegato alla bobina inferiore del serbatoio di accumulo, dove l'acqua è più fredda.
  2. Il controller tramite sensori confronta la temperatura dell'acqua (antigelo) nel tubo di alimentazione e l'accumulatore di calore.
  3. L'unità elettronica arresta la pompa quando la temperatura dell'acqua nel serbatoio è uguale o superiore alla temperatura del liquido di raffreddamento nella fornitura.
  4. L'aria che entra nel circuito viene scaricata attraverso una valvola automatica installata nella parte superiore del sistema.
  5. In caso di surriscaldamento del liquido di raffreddamento dovuto all'arresto della pompa (dopo tutto, non è possibile spegnere il sole), la valvola di sicurezza funzionerà e scaricare la pressione in eccesso.

L'elemento più costoso del circuito è un'unità di controllo elettronica. Come posso fare senza un controller:

  • comprare su Aliexpress termostato più economico, innescato dalla differenza di temperatura;
  • impostare un timer da giorno a notte e un termostato meccanico che spegne la pompa quando il serbatoio tampone viene riscaldato al massimo.

Come funziona l'economica centralina cinese (prezzo - 15 pollici E.), vedi nella recensione video:

Aerotermo alternativo

L'installazione del riscaldamento dell'aria avviene in modo simile, solo lo scambiatore di calore è costituito da tubi di diametro maggiore e il ventilatore è fornito dalla ventola. Gli artigiani fanno ricevitore di radiazioni da tali materiali:

  • corrugazione di alluminio per ventilazione;
  • bottiglie di plastica inserite l'una nell'altra;
  • lattine di birra con fondo intagliato.

Nella scatola ci sono 2 fori sotto i tubi dell'aria, una piccola rete è posizionata all'interno, che impedisce agli insetti di entrare. La ventola: il dispositivo di raffreddamento del computer è installato su uno dei fori, la parte di scambio di calore è verniciata in nero. I tubi di alimentazione sono isolati e posati in una stanza riscaldata. L'algoritmo di assemblaggio del collettore d'aria è mostrato nel video:

conclusione

L'attrattiva dei riscaldatori solari a causa dell'aumento dei prezzi dell'energia. Sebbene in inverno le prestazioni dei collettori siano ridotte, il calore solare fornisce un notevole risparmio di carburante dalla fonte principale, la caldaia. Se desideri riscaldare al massimo la tua casa di campagna con l'energia del sole gratuita, ti consigliamo di prestare attenzione alle installazioni con concentratori di specchi. Questi dispositivi estremamente efficaci sono ampiamente utilizzati in Europa e in America.

Schemi di collegamento di base collettore solare

L'efficienza del collettore solare dipende non solo dai materiali di cui è fatto, ma anche da quanto correttamente è installato e montato.

Lo schema di collegamento dipende dai requisiti del collettore solare (utilizzato per acqua calda o riscaldamento). Dato che ci sono molte varianti della connessione, darò solo gli schemi base di base.

1. Opzione estiva di collegamento di un collettore solare per acqua calda a circolazione naturale.

Questo è lo schema più semplice e più comune di collegamento di un collettore solare, utilizzato principalmente per le docce estive, ma anche abbastanza accettabile per la casa (per questo, installare un serbatoio in casa). Per la circolazione naturale (quando l'acqua calda sale), il collettore deve trovarsi sotto il livello del serbatoio ad una distanza non superiore a 1 m. Il diametro dei tubi tra il collettore e il serbatoio deve essere di almeno 3/4 di pollice.

Per mantenere l'acqua calda nel serbatoio fredda, e potrebbe essere utilizzata la sera, è necessario riscaldare il serbatoio (spessore dell'isolamento di 10 cm).

Lo svantaggio di questo sistema risiede nella bassa inerzia dovuta alla circolazione naturale, inoltre, non è sempre possibile installare un collettore vicino al serbatoio, per cui è necessario installare una pompa di circolazione per la circolazione forzata.

In inverno, l'acqua del collettore deve essere drenata in modo che l'acqua ghiacciata non strappi i tubi.

2. Opzione invernale per collegare il collettore solare per l'acqua calda.


Per l'uso durante tutto l'anno del collettore solare, anche durante il periodo invernale, al fine di evitare il congelamento dei tubi, il liquido antigelo deve essere versato nello scambiatore di calore. A questo proposito, è necessario utilizzare un serbatoio di riscaldamento indiretto (infatti, è lo stesso serbatoio riscaldato in cui è installata la serpentina di rame).

In questo caso, la circolazione avverrà tra il collettore e la bobina posizionata nel serbatoio. Una bobina a sua volta riscalda l'acqua.

È consigliabile utilizzare il sistema con circolazione forzata (installando una pompa di circolazione), ma è possibile utilizzare la circolazione naturale (se possibile). Assicurarsi di collegarsi al contorno del vaso di espansione.

3. Opzione invernale per collegare un collettore solare per il riscaldamento.

Come nel caso della fornitura di acqua calda, viene utilizzato un serbatoio di riscaldamento indiretto. La caldaia può essere utilizzata qualsiasi, sia a gas, sia a combustibile solido. Nel periodo primaverile-autunnale in una giornata di sole, la caldaia può essere spenta e l'acqua nel serbatoio riscalda il collettore solare. Per quanto riguarda il periodo invernale, quindi, purtroppo, l'efficienza del raccoglitore non è molto elevata a causa del tempo nuvoloso costante. Ma anche in caso di bel tempo, a basse temperature, il collettore può essere utilizzato solo per il riscaldamento supplementare dell'impianto di riscaldamento (per il risparmio parziale di gas).

È necessario capire che più grande è l'area del collettore solare, più calore può generare, in modo che il collettore solare possa far fronte al riscaldamento della casa, la sua area dovrebbe essere circa il 40% dell'area della casa.

4. Opzione invernale di collegamento di un collettore solare per il riscaldamento e l'acqua calda

In questo caso, lo schema combina le due opzioni precedenti, ma con l'uso di un altro serbatoio, nel quale, oltre alla bobina, c'è anche un serbatoio interno. Il serbatoio interno è necessario per separare l'acqua tecnica, che è destinata al riscaldamento, dall'acqua potabile.

Poiché la temperatura prodotta dal collettore solare non è stabile, è necessario monitorare costantemente il lavoro del collettore, assicurarsi che il sistema non bolle, o viceversa, il collettore solare non causi eccessi di gas e il raffreddamento della casa.

Considerare la situazione quando si utilizza un collettore per il riscaldamento supplementare dell'impianto di riscaldamento. Una caldaia a gas riscalda l'acqua, ad esempio, fino a 40 ° C, in questo caso, ha senso accendere il collettore solare quando la temperatura del liquido nello scambiatore di calore è superiore a 40 ° C. Altrimenti, se la temperatura nello scambiatore di calore diminuisce, sotto i 40 ° C risulterà quella solare il collettore fungerà da refrigeratore (raffredderà l'acqua nel sistema di riscaldamento). Per automatizzare il processo di controllo della temperatura e controllo del sistema, è consigliabile utilizzare i termoregolatori.

5. Schema di collegamento del collettore solare per il riscaldamento dell'acqua della piscina.

Nel caso in cui è necessario riscaldare l'acqua in una piscina portatile (gonfiabile). Per la circolazione, è sufficiente utilizzare una pompa sommergibile (fontana o per acquari). La pompa può essere attivata manualmente o tramite un timer elettronico, mentre si imposta l'ora, ad esempio, accendendo 9,00 e spegnendo 16,00.

Per riscaldare l'acqua in una piscina stazionaria, un collettore solare può essere collegato a un sistema di filtrazione.

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Come realizzare un collettore solare per il riscaldamento con le proprie mani

Il collettore solare è un dispositivo, il cui scopo funzionale principale è la conversione dell'energia solare in calore. In termini tecnici, è abbastanza semplice.

Pertanto, con un certo livello di conoscenza per fare un collettore solare per il riscaldamento con le proprie mani non sarà facile.

Il principio di funzionamento e caratteristiche di progettazione

I moderni sistemi solari sono utilizzati come dispositivi di riscaldamento ausiliari che convertono la radiazione solare in energia che è vantaggiosa per i proprietari di casa. Sono in grado di fornire acqua calda e riscaldamento nella stagione fredda solo nelle regioni meridionali. E poi, se occupano un'area sufficientemente grande e sono installati su aree aperte, non ombreggiate da alberi.

Nonostante il gran numero di specie, il principio del loro lavoro è lo stesso. Ogni sistema solare è un circuito con una disposizione sequenziale di dispositivi, che fornisce energia termica e la trasmette al consumatore. I principali corpi di lavoro sono celle solari su celle fotovoltaiche o collettori solari, la cui produzione sarà discussa in questo articolo.

I collettori sono un sistema di tubi collegati in serie con l'uscita e la linea di ingresso o disposti sotto forma di bobina. L'acqua tecnica, il flusso d'aria o una miscela di acqua con liquido antigelo circolano attraverso i tubi. I fenomeni fisici stimolano la circolazione: evaporazione, cambiamenti di pressione e densità dal passaggio da uno stato di aggregazione all'altro, ecc.

La raccolta e l'accumulo di energia solare prodotta dagli assorbitori. Questa è una piastra metallica solida con una superficie esterna annerita o un sistema di piastre individuali attaccate ai tubi.

Per la realizzazione della parte superiore del corpo, viene utilizzata la copertura, materiali con un'elevata capacità di trasmissione della luce. Può essere in plexiglas, materiali polimerici simili, i tipi temperati di vetro tradizionale.

Devo dire che i materiali polimerici tollerano piuttosto male l'influenza dei raggi ultravioletti. Tutti i tipi di plastica hanno un coefficiente di espansione termica sufficientemente elevato, che spesso porta alla depressurizzazione del corpo. Pertanto, l'uso di tali materiali per la fabbricazione del corpo del serbatoio è limitato.

L'acqua come vettore di calore può essere utilizzata solo in sistemi destinati alla fornitura di calore aggiuntivo nel periodo autunno / primavera. Se l'uso durante tutto l'anno del sistema solare è pianificato prima del primo raffreddamento, l'acqua di processo viene cambiata nella sua miscela con antigelo.

Se il collettore solare è installato per riscaldare un piccolo edificio che non ha collegamento con il riscaldamento autonomo del cottage o con reti centralizzate, viene costruito un semplice sistema a loop singolo con un dispositivo di riscaldamento all'inizio. La catena non include pompe di circolazione e dispositivi di riscaldamento. Lo schema è estremamente semplice, ma può funzionare solo nella soleggiata estate.

Con l'inclusione del collettore in una costruzione tecnica a doppio circuito, tutto è molto più complicato, ma la gamma di giorni adatta all'uso è notevolmente aumentata. Il raccoglitore elabora solo un circuito. Il carico prevalente è posto sull'unità di riscaldamento principale, funzionante con elettricità o con qualsiasi tipo di carburante.

Nonostante la dipendenza diretta delle prestazioni dei dispositivi solari sul numero di giorni di sole, sono richiesti e la domanda di dispositivi solari è in costante aumento. Sono popolari tra gli artigiani, che cercano di inviare tutti i tipi di energia naturale in una direzione utile.

Classificazione per criteri di temperatura

Esiste un numero piuttosto elevato di criteri con cui questi o altri progetti di eliosistema sono classificati. Tuttavia, per i dispositivi che possono essere fatti a mano e utilizzati per l'alimentazione e il riscaldamento dell'acqua calda, la più razionale sarà la divisione per tipo di refrigerante. Quindi, i sistemi possono essere liquidi e aerei. Il primo tipo è più spesso applicabile.

Inoltre, viene spesso utilizzata la classificazione della temperatura, a cui i corpi di lavoro del collettore possono riscaldarsi:

  • Bassa temperatura Opzioni che possono riscaldare il liquido di raffreddamento a 50ºС. Sono utilizzati per riscaldare l'acqua nei serbatoi di irrigazione, nei bagni e nelle docce in estate e per aumentare le condizioni di comfort nelle fresche serate primaverili e autunnali.
  • Temperatura media Fornire la temperatura del portatore di calore in 80ºС. Possono essere usati per il riscaldamento dell'ambiente. Queste opzioni sono più adatte per la sistemazione di case private.
  • Alta temperatura La temperatura del liquido di raffreddamento in tali impianti può raggiungere i 200-300 ° C. Utilizzato su scala industriale, installato per il riscaldamento di impianti di produzione, edifici commerciali, ecc.

Negli eliosistemi ad alta temperatura viene utilizzato un processo piuttosto complesso di trasferimento dell'energia termica. Inoltre, occupano uno spazio impressionante, che la maggior parte dei nostri amanti della vita rurale non può permettersi. Il processo di produzione richiede molto lavoro, l'implementazione richiede attrezzature specializzate. Fare in modo indipendente una tale variante dell'eliosistema è quasi impossibile.

Collezionista fatto da sé

Realizzare un dispositivo solare con le tue mani è un processo affascinante che porta molti vantaggi. Grazie a lui, è possibile applicare razionalmente la radiazione solare gratuita, per risolvere diversi importanti problemi economici. Esaminiamo le specifiche della creazione di un collettore piano che fornisce acqua riscaldata all'impianto di riscaldamento.

Materiali per l'autoassemblaggio

Il materiale più semplice ed economico per l'autoassemblaggio del corpo del collettore solare è una barra di legno con un pannello, compensato, pannelli OSB o opzioni simili. In alternativa, è possibile utilizzare un profilo in acciaio o alluminio con fogli simili. La cassa in metallo avrà un costo un po 'più costoso.

I materiali devono essere conformi ai requisiti per le strutture esterne. La vita del collettore solare varia da 20 a 30 anni. Di conseguenza, i materiali devono avere un certo insieme di caratteristiche prestazionali che consentano l'utilizzo della costruzione durante l'intero periodo.

Se il corpo è in legno, la durabilità del materiale può essere garantita dall'impregnazione con emulsioni polimero-acqua e rivestimento con vernici e vernici.

Il principio di base che dovrebbe guidare la progettazione e l'assemblaggio di un collettore solare è la disponibilità di materiali in termini di prezzo e disponibilità. Cioè, possono essere trovati sul mercato libero, oppure possono essere fatti indipendentemente dagli strumenti disponibili.

Sfumature dell'isolamento termico del dispositivo

Per evitare la perdita di energia termica, il materiale isolante è montato sul fondo della scatola. Può essere schiuma o lana minerale. L'industria moderna produce una gamma piuttosto ampia di materiali isolanti.

Per riscaldare la scatola, è possibile utilizzare versioni sventate di isolamento. Pertanto, è possibile fornire sia l'isolamento termico che il riflesso dei raggi solari dalla superficie rivestita di alluminio.

Se si utilizza una lastra in espanso rigido o in polistirene espanso come materiale isolante, è possibile tagliare le scanalature per depositare la bobina o il sistema di tubi. Tipicamente, l'assorbitore di collettore è posto sopra l'isolamento e fissato saldamente sul fondo della custodia in modo dipendente dal materiale utilizzato nella fabbricazione della custodia.

Collettore solare collettore di calore

Questo è un elemento assorbente. È un sistema di tubi in cui viene riscaldato il fluido riscaldante e parti, spesso realizzate in lamiera di rame. I migliori materiali per la produzione di dissipatori di calore sono tubi di rame. I maestri di casa hanno inventato un'opzione più economica: uno scambiatore di calore a spirale in tubo di polipropilene.

La scelta degli strumenti disponibili da cui è possibile realizzare uno scambiatore di calore a collettore solare è piuttosto ampia. Questo può essere uno scambiatore di calore di un vecchio frigorifero, tubi in polietilene usati per l'impianto idraulico, radiatori in pannelli di acciaio, ecc. Un criterio importante per l'efficienza è la conduttività termica del materiale da cui viene realizzato lo scambiatore di calore.

Per l'auto-produzione, l'opzione migliore è il rame. Ha una conduttività termica di 394 W / m². Per l'alluminio, questo parametro va da 202 a 236 W / m².

Tuttavia, la grande differenza nei parametri di conduttività termica tra tubi in rame e polipropilene non significa che lo scambiatore di calore con tubi in rame produrrà centinaia di volte grandi volumi di acqua calda.

A parità di condizioni, le prestazioni dello scambiatore di calore in tubi di rame saranno del 20% più efficienti rispetto alle prestazioni delle opzioni metallo-plastica. Quindi gli scambiatori di calore realizzati con tubi di plastica hanno diritto alla vita. Inoltre, tali opzioni costano molto meno.

Indipendentemente dal materiale del tubo, tutte le connessioni, sia saldate che filettate, devono essere serrate. I tubi possono essere posizionati sia in parallelo tra loro, sia sotto forma di bobina. La disposizione dei tubi sotto forma di bobina riduce il numero di connessioni, riducendo la probabilità di perdite e fornendo un flusso più uniforme di refrigerante.

La parte superiore della scatola in cui si trova lo scambiatore di calore è coperta di vetro. In alternativa, è possibile utilizzare materiali moderni, come un analogo acrilico o un policarbonato monolitico. Il materiale traslucido potrebbe non essere liscio, ma ondulato o opaco.

Tale elaborazione riduce la riflettività del materiale. Inoltre, questo materiale deve sopportare carichi meccanici significativi. Nei progetti industriali di tali sistemi solari viene utilizzato vetro solare speciale. Questo vetro è caratterizzato da un basso contenuto di ferro, che fornisce meno dispersione di calore.

Serbatoio o avancamera

Come serbatoio di accumulo, puoi utilizzare qualsiasi contenitore con un volume da 20 a 40 litri. Una serie di diversi serbatoi più piccoli, collegati da tubi di una serie, si adatteranno. Il serbatoio di stoccaggio è consigliato per isolare, perché l'acqua riscaldata dal sole in una vasca senza isolamento perderà rapidamente energia termica.

Infatti, il refrigerante nell'elisistema di riscaldamento dovrebbe circolare senza accumulo, dal momento che l'energia termica ricevuta da esso deve essere consumata durante il periodo di produzione. La capacità cumulativa svolge piuttosto la funzione di un distributore d'acqua riscaldato e di una camera d'avanguardia, mantenendo la stabilità della pressione nel sistema.

Fasi di assemblaggio del sistema solare

Dopo la produzione del raccoglitore e la preparazione di tutti i componenti degli elementi strutturali del sistema, è possibile procedere all'installazione diretta.

Il lavoro inizia con l'installazione di una camera d'avanguardia, che, di regola, è collocata nel punto più alto possibile: in soffitta, una torre autonoma, un cavalcavia, ecc. Durante l'installazione, si noti che dopo aver riempito il sistema con un liquido di raffreddamento, questa parte della struttura avrà un peso sufficientemente grande. Pertanto, è necessario garantire l'affidabilità di sovrapposizione o rafforzamento.

Dopo l'installazione, i serbatoi procedono all'installazione del collettore. Questo elemento strutturale del sistema si trova sul lato sud. L'angolo di inclinazione rispetto alla linea dell'orizzonte deve essere compreso tra 35 e 45 gradi.

Dopo l'installazione, tutti gli elementi del loro legato con tubi, che si collegano in un unico sistema idraulico. La tenuta del sistema idraulico è un criterio importante da cui dipende il funzionamento efficiente del collettore solare.

Per collegare gli elementi strutturali in un unico sistema idraulico, vengono utilizzati tubi con un diametro di pollice e mezzo pollice. Il diametro più piccolo viene utilizzato per impostare il lato di pressione del sistema. Sotto la parte di pressione del sistema si riferisce all'ingresso di acqua nella camera di deflusso e l'uscita del refrigerante riscaldato nell'impianto di riscaldamento e nella fornitura di acqua calda. Il resto è montato utilizzando tubi di diametro maggiore.

Per prevenire la perdita di energia termica, i tubi devono essere accuratamente isolati. A tale scopo, è possibile utilizzare versioni in schiuma, lana di basalto o lamina di materiali isolanti moderni. Capacità cumulativa e avancamera sono anche soggetti alla procedura di isolamento.

L'opzione più semplice e conveniente per l'isolamento termico del serbatoio di stoccaggio è la costruzione di una scatola di compensato o tavole attorno ad esso. Lo spazio tra la scatola e il contenitore deve essere riempito con materiale isolante. Questo può essere lana di scorie, una miscela di paglia e argilla, segatura secca, ecc.

Test prima della messa in servizio

Dopo l'installazione di tutti gli elementi del sistema e l'isolamento di parte delle strutture, è possibile procedere al riempimento del sistema con un fluido termovettore. Il riempimento iniziale del sistema dovrebbe essere fatto attraverso un tubo situato nella parte inferiore del raccoglitore. Ovvero, il riempimento avviene dal basso verso l'alto. Grazie a tali azioni è possibile evitare l'eventuale formazione di prese d'aria.

L'acqua o altri liquidi refrigeranti entrano nell'anankamera. Il processo di riempimento del sistema termina quando l'acqua inizia a fuoriuscire dal tubo di drenaggio della camera di anticipo. Con l'aiuto della valvola a galleggiante, è possibile regolare il livello ottimale di fluido nell'avancamera. Dopo aver riempito il sistema di refrigerante, inizia a riscaldarsi nel collettore.

Il processo di aumento della temperatura si verifica anche in condizioni di tempo nuvoloso. Il refrigerante riscaldato inizia a salire nella parte superiore del serbatoio di stoccaggio. Il processo di circolazione naturale avviene fino a quando la temperatura del refrigerante che entra nel radiatore è allineata con la temperatura del trasportatore che lascia il collettore.

Quando il flusso d'acqua nel sistema idraulico azionerà la valvola a galleggiante, situata nella avancamera. Pertanto, verrà mantenuto un livello costante. In questo caso, l'acqua fredda che entra nel sistema sarà posizionata nella parte inferiore del serbatoio di stoccaggio. Il processo di miscelazione dell'acqua calda e fredda praticamente non si verifica.

L'impianto idraulico deve prevedere l'installazione di valvole, che impediscono la circolazione inversa del refrigerante dal collettore nell'azionamento. Ciò si verifica quando la temperatura ambiente scende al di sotto della temperatura del liquido di raffreddamento. Tali valvole vengono solitamente utilizzate di notte e di sera.

L'alimentazione ai luoghi di consumo di acqua calda viene effettuata utilizzando miscelatori standard. I singoli rubinetti ordinari non dovrebbero essere usati. In condizioni di tempo soleggiato, la temperatura dell'acqua può raggiungere 80 gradi. Usare l'acqua che scorre da un rubinetto normale è piuttosto scomodo. Pertanto, i miscelatori faranno risparmiare in modo significativo l'acqua calda.

Le prestazioni di un tale scaldacqua solare possono essere migliorate aggiungendo ulteriori sezioni di collettori. Il design consente di montare due a un numero illimitato di pezzi.

La base di questo collettore solare per il riscaldamento e l'acqua calda è il principio dell'effetto serra e del cosiddetto effetto termosifone. L'effetto serra è utilizzato nella costruzione dell'elemento riscaldante. I raggi del sole passano liberamente attraverso il materiale trasparente della parte superiore del collettore e vengono convertiti in energia termica.

L'energia termica è in uno spazio chiuso a causa della tenuta della sezione della scatola del collettore. L'effetto del termosifone viene utilizzato nell'impianto idraulico quando il refrigerante riscaldato sale, spostando il refrigerante freddo e forzandolo verso la zona di riscaldamento.

Prestazioni del collettore solare

Il criterio principale che influenza le prestazioni dei sistemi solari è l'intensità della radiazione solare. La quantità di radiazione solare potenzialmente utile che cade su una determinata area viene chiamata insolazione.

L'entità dell'insolazione in diverse parti del globo varia entro limiti abbastanza ampi. Per determinare la media di questo valore, ci sono tabelle speciali. Visualizzano l'insolazione solare media per una particolare regione.

Oltre all'entità dell'insolazione, l'area e il materiale dello scambiatore di calore influenzano le prestazioni del sistema. Un altro fattore che influisce sulle prestazioni del sistema è il volume del serbatoio di stoccaggio. La capacità ottimale del serbatoio viene calcolata in base all'area degli adsorbitori del collettore.

Nel caso di un collettore piano, questa è l'area totale dei tubi che si trovano nella scatola del collettore. Questo valore, in media, è di 75 litri di volume del serbatoio, per metro quadrato di tubi di raccolta. La capacità accumulativa è una sorta di accumulatore di calore.

Prezzi per dispositivi di fabbrica

La parte del leone dei costi finanziari per la costruzione di un tale sistema cade sulla produzione di collezionisti. Ciò non sorprende, anche nei progetti industriali di eliosistemi, circa il 60% del costo cade su questo elemento strutturale. I costi finanziari dipenderanno dalla scelta di un materiale.

Va notato che un tale sistema non è in grado di riscaldare la stanza, aiuta solo a risparmiare sui costi, contribuendo a riscaldare l'acqua nel sistema di riscaldamento. Può almeno fornire acqua calda per 6-7 mesi. Dati i costi energetici relativamente elevati che vengono spesi per il riscaldamento dell'acqua, un collettore solare integrato nel sistema di riscaldamento riduce significativamente tali costi.

Per la sua produzione utilizza materiali abbastanza semplici ed economici. Inoltre, questo design è completamente non volatile e non richiede manutenzione. La cura del sistema si riduce all'ispezione periodica e alla pulizia del vetro del collettore dalla contaminazione.

Video utile sull'argomento

Il processo di produzione di un collettore solare elementare:

Come assemblare e mettere in servizio un sistema solare:

Naturalmente, un collettore solare fatto da sé non sarà in grado di competere con i modelli industriali. Uso i materiali a portata di mano, è piuttosto difficile ottenere l'alta efficienza che i design industriali possiedono. Ma i costi finanziari saranno molto minori rispetto all'acquisizione di impianti industriali. Tuttavia, un collettore solare fatto da sé aumenterà significativamente il livello di comfort e ridurrà il costo dell'energia, che è prodotto da fonti classiche.

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