DIY solarni kolektor za grijanje. Kako napraviti jeftin solarni kolektor vlastitim rukama. Solarni kolektor "uradi sam": vrste, principi rada i fotografije

Korištenje besplatne solarne energije za grijanje i toplu vodu vašeg doma prilično je primamljivo. To se može učiniti pomoću solarne instalacije, čiji je glavni element solarni kolektor. No, jedan od ograničavajućih faktora za korištenje solarnih elektrana je njihova relativno visoka cijena. Ali možete ih napraviti sami. Stoga ćemo u ovom članku govoriti o principu njihovog rada, vrstama, kao io tome kako sastaviti i napraviti solarni kolektor vlastitim rukama za grijanje kuće i opskrbu toplom vodom iz različitih dostupnih materijala.

Princip rada i vrste solarnih kolektora

Solarni kolektori su izmjenjivači topline koji hvataju energiju Sunca i pretvaraju je, ovisno o vrsti, u toplinsku energiju tekućine ili zraka koji u njima cirkulira. Tekućina ili zrak zagrijani u kolektoru koriste se za opskrbu toplom vodom ili grijanje kuće izravno ili kroz dodatne izmjenjivače topline, na primjer, kroz kotlove za neizravno grijanje. Glavni zadatak svakog takvog kolektora je "uhvatiti" što više sunčeve energije i prenijeti je rashladnoj tekućini koja u njemu cirkulira uz minimalne gubitke.

Vrste solarnih kolektora

Ovisno o vrsti rashladne tekućine koja cirkulira i zagrijava se u njima, solarni kolektori mogu biti:

• tekućina;
• Zrak.

Ovisno o značajkama dizajna i vrsti površine za izmjenu topline, mogu biti:

• U obliku spremnika;
• Cijev;
• Ravan;
• Vakuum.

Tekućina Solarni kolektori, kako im i samo ime kaže, napunjeni su tekućinom koja u njima cirkulira i zagrijava se. To može biti obična voda ili antifriz (antifriz). U prvom slučaju, zagrijana voda može se dovoditi izravno u sustav opskrbe toplom vodom, u spremnik ili u kotao za neizravno grijanje, au drugom slučaju - samo u kotlu. Takvi se kolektori mogu koristiti i za opskrbu doma toplom vodom i za grijanje. Sve ovisi o snazi ​​solarne instalacije.

Zrak Solarni kolektori uglavnom se koriste za grijanje doma. Hladni zrak iz prostorije dovodi se u takav kolektor, tamo se zagrijava i vraća u prostoriju prirodnom ili prisilnom cirkulacijom.

Većina ovih vrsta solarnih kolektora može se izraditi samostalno. Pokazujući svoju maštu, možete koristiti različite dostupne materijale za njihovu izradu: plastične ili metalne posude, cijevi, crijeva, rabljene radijatore, pa čak i limenke piva. U nastavku ćemo pogledati nekoliko dizajna solarnih kolektora koje možete sami izraditi koristeći ove i druge dostupne materijale.

Solarni kolektor izrađen od metalne ili plastične posude

Najjednostavniji solarni kolektor može se izraditi vlastitim rukama od metalne ili plastične posude zapremine 50-100 litara. Ovo je takozvani ljetni tuš, koji je prilično čest u ruralnim područjima i vikendicama.

Solarni kolektor za grijanje vode iz metalnih bačvi

Najbolja metalna opcija za takav kolektor bila bi posuda od nehrđajućeg čelika izvana obojena crnom bojom. Istina, cijena takvog novog kontejnera je prilično visoka. Stoga možete koristiti rabljene spremnike. Na primjer, zavarite spremnik od dvije posude od nehrđajućeg čelika iz starih perilica. Također možete koristiti posude od željeznog metala, pocinčane ili obojene vodootpornom bojom. Plastični spremnici su dobri jer su lagani i ne korodiraju, ali su kratkog vijeka, jer plastika ne podnosi dobro ultraljubičasto zračenje.

Bačva se postavlja na južnu stranu krova kuće ili neposredno iznad vanjskog tuša. Ako bačva nije zapečaćena, tada se hladni dovod i grijani uzimaju odozdo. Tlak tople vode na mjestu unosa bit će određen visinom instalacije i razinom vode u bačvi. Napuni se hladnom vodom koja se neko vrijeme zagrijava i zatim koristi.

Ako je bačva zatvorena, tada se hladna voda dovodi s dna, a topla voda se uzima s vrha. Takav spremnik je spojen na sustav za opskrbu hladnom vodom (crpna stanica) i kada se zagrijana voda uvuče u bačvu, hladna voda dolazi iz sustava, istiskujući toplu vodu u gornji dio.

Prednost ovakvog solarnog kolektora je njegova jednostavnost. Lako je to učiniti sami. Ako je bačva cilindričnog oblika, onda je dobro osvijetljena sunčevom svjetlošću tijekom dana.

Nedostaci ovog dizajna:

• Može se koristiti samo u toploj sezoni;
• neučinkovit po vjetrovitom vremenu i kada je sunce zaklonjeno oblacima;
• Velika inercija - relativno dugo zagrijavanje vode;
• Voda zagrijana danju hladi se noću.

Kako napraviti i sastaviti solarni kolektor od metalnih cijevi

Jednostavan i učinkovit solarni kolektor može se izraditi vlastitim rukama od tankih metalnih cijevi: čelika, bakra ili aluminija. To je cijevni izmjenjivač topline (radijator), koji se nalazi u toplinski izoliranoj kutiji od dasaka, šperploče ili iverice.

Najbolji materijal za izradu solarnog kolektorskog radijatora svakako je bakar. Ima odličan prijenos topline i nije podložan koroziji. Ali ovaj materijal je prilično skup. Aluminijske cijevi, iako su jeftinije od bakrenih, mogu biti teške za zavarivanje.

Najjeftiniji i najlakši način za izradu izmjenjivača topline je od čeličnih cijevi. Mogu se zavariti pomoću konvencionalnog stroja za zavarivanje. Za izradu takvog radijatora mogu se koristiti čelične cijevi promjera ½ - 1″. Istodobno, cijevi većeg promjera i debljih stijenki koriste se za dovod hladne vode i odvođenje zagrijane vode, a za sam izmjenjivač topline - manje promjere i tanje stijenke.

Dijagram radijatora solarnog kolektora izrađenog od cijevi

Dimenzije radijatora solarnog kolektora, a time i duljina cijevi, ovise o potrebnoj snazi. Ali ako ga učinite prevelikim i glomaznim, može postati teško sastaviti i instalirati. Stoga je najbolje ako su njegove dimenzije u rasponu: širina - 0,8-1 m, a visina 1,5-1,6 m. Snaga takvog kolektora bit će u rasponu od 1,2-1,4 kW. Ako trebate povećati snagu solarne instalacije, možete napraviti nekoliko takvih kolektora i spojiti ih zajedno.

U ovom slučaju, za izradu radijatora solarnog kolektora trebat će nam dvije cijevi debelih stijenki promjera ¾ - 1″ i duljine 0,8-1 m te 12-18 cijevi tankih stijenki promjera ½ - ¾ " i duljine 1,5-1,6 m.

U cijevima s debelim stijenkama koje će služiti za dovod i odvod vode izbušene su rupe za cijevi s tankim stijenkama manjeg promjera u koracima od 3-4,5 cm. Jedan kraj takve cijevi je začepljen, a na drugi je zavaren navoj. ili se u njega ureže konac.

Cijevi su zavarene u jednu strukturu radijatora i obojene mat crnom bojom.

Sada morate napraviti toplinski izoliranu kutiju za radijator. Da biste to učinili, možete koristiti šperploču otpornu na vlagu, ivericu, OSB ili rubne ploče. Ali vodootporna šperploča (WRP) bila bi najbolja.

Dimenzije kutije izračunavaju se uzimajući u obzir dimenzije radijatora, izolacijski sloj i praznine između njih. Visina stranica kutije treba uzeti u obzir debljinu izolacije, same cijevi, kao i njihovu udaljenost od dna i stakla ili polikarbonata koji pokriva kutiju (10-12 mm). Na gornjem kraju bočnih stranica napravljeno je udubljenje (utor) za staklo ili polikarbonat. U jednom od bočnih zidova napravljene su rupe za dovodne i odvodne cijevi. Elementi kutije povezani su u jednu strukturu pomoću samoreznih vijaka.

Kao izolaciju možete uzeti polistirensku pjenu, običnu (pjenastu plastiku) ili ekstrudiranu, kao i mineralnu vunu gustoće od najmanje 25. Sloj izolacije (najmanje 5 cm) montiran je iznutra na dnu i sa strane kutije. Na njega se postavlja lim pocinčanog metala ili sloj debele folije, koji je također obojen u mat crno.

Radijator je pričvršćen u kutiju pomoću stezaljki ili stezaljki, čija prisutnost mora biti predviđena u fazi proizvodnje kutije. Položaj i veličina stezaljki ovise o dizajnu radijatora i veličini cijevi.

Gornji dio kutije prekriven je staklom ili polikarbonatom. Poklopac se uklapa u utore (uzorkovanje) i sigurno je pričvršćen. Svi spojevi su zapečaćeni.

Solarni kolektor je spreman. Mora se postaviti na južnoj strani kuće s nagibom prema horizontu od 35-45 ⁰. Na njegovoj osnovi možete napraviti solarnu instalaciju koja uključuje toplinski izolirani spremnik tople vode kapaciteta 100-200 litara ili kotao za neizravno grijanje.

Montaža gotovog solarnog kolektora

Kolektor izrađen od plastičnih ili metalno-plastičnih cijevi

Također možete napraviti solarni kolektor vlastitim rukama koristeći plastične HDPE ili PP cijevi. Iako je prijenos topline plastike 13-15% manji od prijenosa topline metala, mnogo je jeftiniji od bakra i ne korodira poput crnog čelika.

Za izradu jednostavnog solarnog kolektora vlastitim rukama, HDPE cijevi promjera 13-20 mm mogu se položiti u kutiju u obliku spirale, pričvršćene stezaljkama i obojene u crno.

Mogućnost solarnog kolektora od plastičnih HDPE cijevi

Polipropilenske cijevi se slabo savijaju, ali se lako spajaju lemljenjem pomoću posebnih spojnica. Podvodne cijevi (horizontalni kolektori) mogu biti izrađene od PP cijevi promjera 25 mm, a sam izmjenjivač topline od cijevi promjera 20 mm. Gotov radijator solarnog kolektora obojimo u crno i ugradimo u kutiju koja je izrađena na isti način kao i kod izvedbe s metalnim cijevima.

Također možete napraviti radijator za solarni kolektor od metalno-plastičnih cijevi. Pritom se mogu spojiti spojnim elementima, po istom uzorku kao i PP cijevi, ili se mogu polagati u cik-cak (“zmija”) ili u obliku spirale. Druga opcija je jednostavnija. Ali treba imati na umu da polumjer savijanja metalno-plastičnih cijevi ne smije biti manji od 7 promjera cijevi.

Mogućnost solarnog kolektora od metalno-plastičnih cijevi

Solarni kolektor od radijatora hladnjaka

Ako imate radijator od starog hladnjaka, onda ga možete iskoristiti i za izradu vlastitog solarnog kolektora. Da biste to učinili, morate ga temeljito isprati kako biste uklonili ostatke freona. Tijekom pranja također trebate provjeriti njegovu nepropusnost kako biste vidjeli ima li curenja. Ako postoje, ta mjesta moraju biti zapečaćena hladnim zavarivanjem ili lemljenjem.

Radijator od starog hladnjaka

Sam radijator mora biti obojen mat crnom bojom.

Također je potrebno predvidjeti način spajanja dovodnih i odvodnih cijevi na spremnik solarne instalacije ili druge elemente, ovisno o vrsti. Da biste to učinili, na primjer, možete lemiti niti potrebne veličine na krajevima cijevi ili rastegnuti gumena crijeva, pričvršćujući ih stezaljkama.

Ovako pripremljen radijator solarnog kolektora učvršćuje se obujmicama u toplinski izoliranu kutiju izrađenu po njegovim dimenzijama. Sama kutija može se napraviti na isti način kao u prethodnim slučajevima.

Zračni solarni kolektori za grijanje doma

Osim gore opisanih solarnih kolektora, u kojima se tekućina zagrijava sunčevom energijom, možete napraviti vlastite strukture u kojima se zagrijava zrak. Ovaj solarni kolektor može se koristiti za dodatno grijanje kuće. Hladni zrak iz prostorije dovodi se u njegov izmjenjivač topline, tamo se zagrijava i dovodi natrag u prostoriju.

Izmjenjivač topline za takvu solarnu instalaciju može biti izrađen od lima, tankih metalnih cijevi ili čak limenki piva ili drugih pića. Same dizajne takvih kolektora razmotrit ćemo u drugom članku u ovom odjeljku.

Kako sam napravio solarni kolektor vlastitim rukama: Video

Solarni kolektori su dobar način za uštedu energetskih resursa.Sunčeva energija je besplatna, tako da barem 6-7 mjeseci u godini možete dobiti toplu vodu za potrebe kućanstva. A u preostalim mjesecima pomaže i sustavu grijanja.

Solarni kolektor možete napraviti sami. Da biste to učinili, trebat će vam materijali i alati koji se mogu kupiti u većini trgovina hardverom. Ili što god nađete u svojoj garaži.

Tehnologija u nastavku korištena je u projektu “Upali sunce – živi ugodno”. Posebno ga je za projekt razvila njemačka tvrtka Solar Partner Sued koja se profesionalno bavi prodajom, montažom i servisiranjem solarnih kolektora i fotonaponskih panela.

Glavna ideja je jeftina i vesela. Za izradu kolektora koriste se prilično jednostavni i uobičajeni materijali koji se mogu kupiti u najbližoj trgovini ili čak pronaći u svojoj garaži. U isto vrijeme, učinkovitost kolektora ostaje na pristojnoj razini. Niža je nego u tvorničkim modelima, ali razlika u cijeni u potpunosti nadoknađuje ovaj nedostatak.

Postoje različite vrste solarnih grijača vode, ali svi se oslanjaju na jednostavan princip: crna površina apsorbira sunčevu toplinu, koja se zatim prenosi na vodu. Najjednostavniji modeli mogu se izraditi od dostupnih materijala i ne zahtijevaju pumpe ili drugu električnu opremu. Učinkovit solarni kolektor može se koristiti i zimi zahvaljujući korištenju tekućina koje se ne smrzavaju - antifriza.

Opisani solarni kolektorski sustav je pasivan i ne ovisi o električnoj energiji. Radi bez pumpi. Vruća tekućina kreće se između kolektora i spremnika prema principu konvekcije, zahvaljujući jednostavnom pravilu - zagrijana tekućina uvijek se diže prema gore.

Princip rada takvog solarnog kolektora je sljedeći:

1. Sunce zagrijava tekućinu u kolektoru
2. Zagrijana tekućina diže se kroz razvodnik i cijev u spremnik
3. Kada vruća tekućina uđe u izmjenjivač topline ugrađen u spremnik za vodu, toplina se prenosi s izmjenjivača topline na vodu u spremniku
4. Tekućina u izmjenjivaču topline, hladeći se, kreće se prema dolje u spirali i teče iz rupe na dnu spremnika natrag u kolektor
5. Voda zagrijana u spremniku skuplja se u gornjem dijelu spremnika
6. Hladna voda iz glavnog/spremnika teče na dno spremnika
7. Zagrijana voda se izvlači kroz izlaz na vrhu spremnika.

Dok sunce obasjava kolektor, tekućina u apsorberskim cijevima se zagrijava, kreće u spremnik i tako neprestano cirkulira. Ovaj proces zagrijava vodu u spremniku za samo nekoliko sati pod intenzivnim sunčevim zračenjem.

Glavni element kolektora je apsorber. Sastoji se od metalnog lima koji je zavaren na metalne cijevi. Nekoliko cijevi postavljeno je okomito i zavareno na dvije cijevi velikog promjera smještene vodoravno. Ove debele cijevi za ulaz i izlaz tekućine moraju biti paralelne jedna s drugom. I ulaz tekućine (donji dio apsorbera) i izlaz (gornji dio apsorbera) trebaju biti smješteni na različitim stranama ploče (dijagonalno). Za spajanje debljih cijevi potrebno je izbušiti rupe koje odgovaraju promjeru okomitih cijevi.

Za bolji prijenos topline s metalne ploče na cijevi vrlo je važno osigurati maksimalan kontakt između ploče i cijevi. Zavarivanje treba biti duž cijelog elementa. Važno je da lim i cijevi dobro prianjaju jedna uz drugu.

Apsorber je smješten u drveni okvir i prekriven staklom koje štiti kolektor i stvara efekt staklenika u unutrašnjosti.

Koristi se obično prozorsko staklo. Optimalna debljina je 4 mm, uz zadržavanje dobrog omjera pouzdanosti i težine. Preporučljivo je potrebnu staklenu površinu podijeliti na nekoliko dijelova. To ga čini praktičnijim i sigurnijim za rad s njim.

Korištenje nekoliko slojeva stakla ili dvostrukog stakla povećat će učinkovitost, ali će povećati težinu strukture i troškove sustava.

Sunčeve zrake prolaze kroz staklo i zagrijavaju kolektor, a ostakljenje sprječava gubitak topline. Staklo također sprječava kretanje zraka u apsorberu, bez njega bi kolektor brzo gubio toplinu zbog vjetra, kiše, snijega ili općenito niskih vanjskih temperatura.

Okvir treba tretirati antiseptikom i bojom za vanjsku upotrebu.

U kućištu su napravljene rupe za dovod hladne tekućine i uklanjanje zagrijane tekućine iz razvodnika.

Sam apsorber je obojen premazom otpornim na toplinu. Obične crne boje počinju se ljuštiti ili isparavati na visokim temperaturama, što dovodi do tamnjenja stakla. Boja mora biti potpuno suha prije postavljanja staklenog poklopca (kako bi se spriječila kondenzacija).

Ispod apsorbera se postavlja izolacija. Najčešće se koristi mineralna vuna. Glavna stvar je da može izdržati prilično visoke temperature tijekom ljeta (ponekad i preko 200 stupnjeva).

Dno okvira obloženo je OSB pločama, šperpločom, pločama itd. Glavni zahtjev za ovu fazu je osigurati da je dno kolektora pouzdano zaštićeno od prodora vlage unutra.

Za pričvršćivanje stakla u okviru, izrađuju se utori ili se trake pričvršćuju duž unutarnje strane okvira. Pri izračunavanju veličine okvira treba uzeti u obzir da će se njegova konfiguracija malo promijeniti kada se vrijeme (temperatura, vlaga) mijenja tijekom godine. Stoga se sa svake strane okvira ostavlja nekoliko milimetara margine.

Gumena brtva prozora (u obliku slova D ili E) pričvršćena je na utor ili traku. Na njega se postavlja staklo na koje se na isti način nanosi brtvilo. Sve je to gore osigurano pocinčanim limom. Tako je staklo sigurno učvršćeno u okviru, brtva štiti apsorber od hladnoće i vlage, a staklo se neće oštetiti kada drveni okvir “diše”.

Spojevi između staklenih ploča izolirani su brtvilom ili silikonom.

Spremnik. Ovdje se pohranjuje voda koju grije kolektor, pa je vrijedno voditi računa o njegovoj toplinskoj izolaciji.

Kao spremnik može se koristiti sljedeće:

• neispravni električni kotlovi
• boce za kisik
• bačve za prehrambene potrebe

Glavna stvar je zapamtiti da će zatvoreni spremnik razviti tlak ovisno o tlaku vodovodnog sustava na koji će biti spojen. Ne može svaki spremnik izdržati pritisak od nekoliko atmosfera.

U spremniku se izrađuju rupe za ulaz i izlaz izmjenjivača topline, ulaz hladne vode i ulaz zagrijane vode.

U spremniku se nalazi spiralni izmjenjivač topline. Za to se koriste bakar, nehrđajući čelik ili plastika. Voda zagrijana kroz izmjenjivač topline će se podići prema gore, pa je treba staviti na dno spremnika.

Kolektor je spojen na spremnik pomoću cijevi (na primjer, metal-plastika ili plastika), koji se prenose iz kolektora u spremnik kroz izmjenjivač topline i natrag u kolektor. Ovdje je vrlo važno spriječiti curenje topline: put od spremnika do potrošača treba biti što kraći, a cijevi vrlo dobro izolirane.

Ekspanzijski spremnik je vrlo važan element sustava. To je otvoreni spremnik smješten na najvišoj točki kruga cirkulacije tekućine. Za ekspanzijski spremnik možete koristiti metalne i plastične posude. Uz njegovu pomoć kontrolira se tlak u razvodniku (zbog činjenice da se tekućina širi od zagrijavanja, cijevi mogu puknuti). Kako bi se smanjio gubitak topline, spremnik također mora biti izoliran. Ako u sustavu ima zraka, može izaći i kroz spremnik. Spremnik se također puni tekućinom kroz ekspanzijski spremnik.

Više strukturnih značajki, potrebnih materijala i pravila za ugradnju solarnog kolektora možete pronaći preuzimanjem praktičnog vodiča na web stranici projekta. Objavljeno

Izvori energije. Besplatna sunčeva energija moći će osigurati toplu vodu za potrebe kućanstva najmanje 6-7 mjeseci godišnje. A u preostalim mjesecima pomaže i sustavu grijanja.

Ali najvažnije je da se jednostavan solarni kolektor (za razliku od, na primjer, iz) može napraviti samostalno. Da biste to učinili, trebat će vam materijali i alati koji se mogu kupiti u većini trgovina hardverom. U nekim će slučajevima biti dovoljno i ono što možete pronaći u običnoj garaži.

U projektu je korištena dolje prikazana tehnologija sklapanja solarnih grijača "Upali sunce - živi ugodno". Posebno ga je za projekt razvila njemačka tvrtka Solarni partner tužen, koja se profesionalno bavi prodajom, montažom i servisom solarnih kolektora i fotonaponskih sustava.

Glavna ideja je da sve bude jeftino i veselo. Za proizvodnju kolektora koriste se prilično jednostavni i uobičajeni materijali, ali njegova učinkovitost je sasvim prihvatljiva. Niža je od one kod tvorničkih modela, ali razlika u cijeni u potpunosti nadoknađuje ovaj nedostatak.

Sunčeve zrake prolaze kroz staklo i zagrijavaju kolektor, a ostakljenje sprječava gubitak topline. Staklo također sprječava kretanje zraka u apsorberu, bez njega bi kolektor brzo gubio toplinu zbog vjetra, kiše, snijega ili niskih vanjskih temperatura.

Okvir treba tretirati antiseptikom i bojom za vanjsku upotrebu.

U kućištu su napravljene rupe za dovod hladne tekućine i uklanjanje zagrijane tekućine iz razvodnika.

Sam apsorber je obojen premazom otpornim na toplinu. Obične crne boje počinju se ljuštiti ili isparavati na visokim temperaturama, što dovodi do tamnjenja stakla. Boja mora biti potpuno suha prije postavljanja staklenog poklopca (kako bi se spriječila kondenzacija).

Ispod apsorbera se postavlja izolacija. Najčešće se koristi mineralna vuna. Glavna stvar je da može izdržati prilično visoke temperature tijekom ljeta (ponekad i preko 200 stupnjeva).

Dno okvira obloženo je OSB pločama, šperpločom, pločama itd. Glavni zahtjev za ovu fazu je osigurati da je dno kolektora pouzdano zaštićeno od prodora vlage unutra.

Za pričvršćivanje stakla u okviru, izrađuju se utori ili se trake pričvršćuju duž unutarnje strane okvira. Pri izračunavanju veličine okvira treba uzeti u obzir da će se njegova konfiguracija malo promijeniti kada se vrijeme (temperatura, vlaga) mijenja tijekom godine. Stoga se sa svake strane okvira ostavlja nekoliko milimetara margine.

Gumena brtva prozora (u obliku slova D ili E) pričvršćena je na utor ili traku. Na njega se postavlja staklo na koje se na isti način nanosi brtvilo. Sve je to gore osigurano pocinčanim limom. Tako je staklo sigurno učvršćeno u okviru, brtva štiti apsorber od hladnoće i vlage, a staklo se neće oštetiti kada drveni okvir “diše”.

Spojevi između staklenih ploča izolirani su brtvilom ili silikonom.

Za organiziranje solarnog grijanja kod kuće trebat će vam spremnik. Ovdje se pohranjuje voda koju grije kolektor, pa je vrijedno voditi računa o njegovoj toplinskoj izolaciji.

Kao spremnik može se koristiti sljedeće:

• neispravni električni kotlovi
• razne plinske boce
• bačve za prehrambene potrebe

Glavna stvar je zapamtiti da će zatvoreni spremnik razviti tlak ovisno o tlaku vodovodnog sustava na koji će biti spojen. Ne može svaki spremnik izdržati pritisak od nekoliko atmosfera.

U spremniku se izrađuju rupe za ulaz i izlaz izmjenjivača topline, ulaz hladne vode i ulaz zagrijane vode.

U spremniku se nalazi spiralni izmjenjivač topline. Za to se koriste bakar, nehrđajući čelik ili plastika. Voda zagrijana kroz izmjenjivač topline će se podići prema gore, pa je treba staviti na dno spremnika.

Kolektor je spojen na spremnik pomoću cijevi (na primjer, metal-plastika ili plastika) koje se vode od kolektora do spremnika kroz izmjenjivač topline i natrag u kolektor. Ovdje je vrlo važno spriječiti curenje topline: put od spremnika do potrošača treba biti što kraći, a cijevi vrlo dobro izolirane.

Ekspanzijski spremnik je vrlo važan element sustava. To je otvoreni spremnik smješten na najvišoj točki kruga cirkulacije tekućine. Za ekspanzijski spremnik možete koristiti metalnu ili plastičnu posudu. Uz njegovu pomoć kontrolira se tlak u razvodniku (zbog činjenice da se tekućina širi od zagrijavanja, cijevi mogu puknuti). Kako bi se smanjio gubitak topline, spremnik također mora biti izoliran. Ako u sustavu ima zraka, može izaći i kroz spremnik. Spremnik se također puni tekućinom kroz ekspanzijski spremnik.

Alternativni izvori obnovljive energije iznimno su popularni. U nekim zemljama EU autonomna opskrba grijanjem pokriva više od 50% energetskih potreba. U Ruskoj Federaciji solarni kolektori još nisu postali široko rasprostranjeni. Jedan od glavnih razloga: visoka cijena opreme. Za solarnu ploču domaćeg proizvođača morat ćete platiti najmanje 16-20 tisuća rubalja. Proizvodi europskih marki koštat će još više, počevši od 40-45 tisuća rubalja.

Izrada solarnog kolektora vlastitim rukama bit će barem upola jeftinija. Domaći solarni kolektor osigurat će dovoljno topline za zagrijavanje vode za tuširanje za 3-4 osobe. Za njegovu izradu trebat će vam građevinski alati, domišljatost i dostupni materijali.

Od čega se može napraviti solarni sustav?

• okvir;
• apsorber;
• izmjenjivač topline unutar kojeg će rashladna tekućina cirkulirati;
• reflektori za fokusiranje sunčevih zraka.

• Apsorpcija topline - sunčeve zrake prolaze kroz staklo koje se nalazi na vrhu tijela ili kroz vakuumske cijevi. Unutarnji upijajući sloj u kontaktu s izmjenjivačem topline je obojen selektivnom bojom. Kada sunčeva svjetlost udari u apsorber, oslobađa se velika količina topline koja se prikuplja i koristi za zagrijavanje vode.
• Prijenos topline - apsorber se nalazi u bliskom kontaktu s izmjenjivačem topline. Toplina koju akumulira apsorber i prenosi na izmjenjivač topline zagrijava tekućinu koja se kreće kroz cijevi do zavojnice unutar spremnika topline. Kruženje vode u bojleru provodi se prisilnim ili prirodnim sredstvima.
• PTV - koriste se dva principa zagrijavanja tople vode:
  1. Izravno grijanje - topla voda nakon zagrijavanja jednostavno se ispušta u termoizoliranu posudu. U monoblok solarnom sustavu kao rashladno sredstvo koristi se obična kućanska voda.
  2. Druga mogućnost je osigurati opskrbu toplom vodom pasivnim grijačem vode na principu neizravnog grijanja. Rashladna tekućina (često antifriz) šalje se pod pritiskom u izmjenjivač topline solarnog kolektora. Nakon zagrijavanja, zagrijana tekućina se dovodi u spremnik, unutar kojeg je ugrađena zavojnica (koja igra ulogu grijaćeg elementa), okružena vodom za sustav opskrbe toplom vodom.
     Rashladna tekućina zagrijava zavojnicu, prenoseći toplinu na vodu u spremniku. Kada se slavina otvori, zagrijana voda iz spremnika topline teče do točke prikupljanja vode. Posebnost solarnog sustava s neizravnim grijanjem je njegova sposobnost rada tijekom cijele godine.

Radni dizajni solarnih grijača vode imaju sličnu strukturu. Izrađuju se samo od otpadnog materijala. Postoje sheme za proizvodnju kolektora od:

• polikarbonat;
• vakuumske cijevi;
• PET boce;
• limenke za pivo;
• radijator hladnjaka;
• bakrene cijevi;
• HDPE i PVC cijevi.

Razdjelnik od polikarbonata

Da biste sami napravili solarni sustav, posebno kućni solarni bojler od polikarbonata, trebat će vam sljedeći materijali:

• dvije navojne šipke;
• propilenski kutovi, okovi moraju imati vanjski navojni priključak;
• PVC plastične cijevi: 2 kom, duljina 1,5 m, promjer 32;
• 2 utikača.

Da bi se povećala toplinska učinkovitost kolektora staničnog polikarbonata, list je obložen bilo kojom selektivnom bojom. Zagrijavanje vode nakon nanošenja selektivnog premaza ubrzava se otprilike dva puta.

Razdjelnik vakuumskih cijevi

Za samostalnu proizvodnju bolje je odabrati tikvice s pernatim šipkama i toplinskim kanalom toplinske cijevi. Cijevi se lakše postavljaju i po potrebi mijenjaju.

Također morate kupiti koncentratorski blok za vakuumski solarni kolektor. Prilikom odabira obratite pozornost na performanse čvora (određene brojem slušalica koje se mogu istovremeno spojiti na uređaj). Okvir se izrađuje samostalno sastavljanjem drvenog okvira. Ušteda pri proizvodnji kod kuće, uzimajući u obzir kupnju gotovih vakuumskih cijevi, bit će najmanje 50%.

Solarni sustav napravljen od plastičnih boca

• 12 m crijeva za zalijevanje biljaka promjera 20 mm;
• 8 T-adaptera;
• 2 koljena;
• rola teflonskog filma;
• 2 kuglasta ventila.

Za vedrog dana, unutar 15 minuta. voda će se zagrijati do temperature od 45°C. S obzirom na visoke performanse, ima smisla spojiti solarni grijač vode izrađen od plastičnih boca na spremnik od 200 litara. Potonji je dobro izoliran kako bi se spriječio gubitak topline.

Skupljač aluminijskih limenki piva

Aluminijske limenke mogu se koristiti u proizvodnji kućnih solarnih sustava. Limenke od kositra ili bilo kojeg drugog metala nisu prikladne za proizvodnju.

Za jedan solarni panel bit će potrebne sljedeće komponente:

• staklenke, oko 15 kom. po liniji, tijelo prima 10-15 redova;
• izmjenjivač topline - koristi se kolektor izrađen od gumenog crijeva ili plastičnih cijevi;
• ljepilo za lijepljenje limenki;
• selektivna boja.

Za grijanje zraka često se izrađuje solarni kolektor od aluminijskih limenki. Kada koristite vodeno rashladno sredstvo, toplinska učinkovitost uređaja se smanjuje.

Solarni sustav iz hladnjaka

Postoji mogućnost izrade klima uređaja iz kondenzatora. Da biste to učinili, nekoliko radijatora spojeno je u jednu mrežu. Ako je moguće povoljno kupiti oko 8 kom. kondenzatora, proizvodnja kolektora je sasvim moguća.

Bakreni cijevni kolektor

• cijevi promjera 1 1/4", koje se koriste u instalaciji sustava grijanja i tople vode;
• Cijevi od 1/4" koje se koriste u klimatizacijskim sustavima;
• plinski plamenik;
• lem i fluks.

Solarni kotao od HDPE cijevi i PVC crijeva

Solarni sustavi se ne izrađuju od metalno-plastičnih cijevi zbog gumenih spojnih brtvi koje ne podnose jaku toplinu. Uz intenzivno sunčevo zračenje zagrijavanje u kolektoru doseže 300°C. Ako se pregrije, brtve će sigurno procuriti.

Moguće je izraditi solarni kolektor od valovite nehrđajuće cijevi. Popularnost rješenja je zbog brzine i jednostavnosti instalacije. Valovita cijev od nehrđajućeg čelika polaže se u prstenima ili zmijama. Nedostatak je relativna visoka cijena nehrđajuće valovite cijevi.

Unatoč gore opisanim postojećim opcijama, solarni kolektori od propilena i HDPE cijevi ostaju najpopularniji. Svaka opcija ima svoje prednosti:

• Solarni kolektor od HDPE cijevi- za izradu odaberite materijal koji je otporan na toplinu. Prodaje se velik broj armatura koje olakšavaju montažu radijatora za skladištenje topline. Cijevi od polietilena niske gustoće su u početku crne ili tamnoplave boje, tako da ne zahtijevaju bojanje.
• Solarni kolektor od PVC cijevi- popularnost rješenja leži u jednostavnosti ugradnje strukture, koja se provodi pomoću lemljenja. Prisutnost velikog broja kutova, majica, američkih ženki i drugih okova olakšava proces montaže. Pomoću lemljenja možete stvoriti kolektorski izmjenjivač topline bilo koje konfiguracije.

Izrada solarnog toplovodnog kolektora od PEX cijevi:

Sve opisane cijevi koriste se s različitom učinkovitošću kao jezgra u proizvodnji domaćeg solarnog kolektora od plastičnih boca i aluminijskih limenki.

Kako napraviti selektivni premaz

Kako bi se osigurala dovoljna akumulacija topline, potrebno je stvoriti selektivni premaz. Postoji nekoliko mogućnosti proizvodnje:

• Selektivni premaz kolektora domaće izrade- koristite sve crne boje koje nakon sušenja ostavljaju mat površinu. Postoje rješenja kada se kao apsorber kolektora koristi tamna mutna krpa. Crni emajl nanosi se na cijevi izmjenjivača topline, površine limenki i boca, s mat efektom.
• Specijalni upijajući premazi- možete ići drugim putem kupnjom posebne selektivne boje za kolektora. Selektivne boje i lakovi sadrže polimerne plastifikatore i aditive koji osiguravaju dobro prianjanje, toplinsku otpornost i visok stupanj apsorpcije sunčeve svjetlosti.

Solarni sustavi koji se koriste isključivo za grijanje vode ljeti mogu se lako snaći tako da se apsorber oboji u crno običnom bojom. Domaći solarni kolektori za grijanje kuće zimi moraju imati visokokvalitetni selektivni premaz. Ne možete štedjeti na boji.

Domaći ili tvornički solarni sustav - što je bolje?

Što se tiče tekućih kolektora koji rade zimi, ni svi tvornički solarni sustavi ne mogu raditi na niskim temperaturama. Cjelogodišnji sustavi najčešće su uređaji s vakuumskim toplinskim cijevima, povećane učinkovitosti, sposobni za rad na temperaturama do –50°C.

Tvornički solarni kolektori često su opremljeni rotirajućim mehanizmom koji automatski prilagođava kut nagiba i smjer ploče prema kardinalnim točkama, ovisno o položaju Sunca.

Učinkovit solarni grijač vode je onaj koji u potpunosti ispunjava svoju namjenu. Za zagrijavanje vode za 2-3 osobe ljeti možete se snaći s običnim solarnim kolektorom, izrađenim vlastitim rukama od improviziranih materijala. Za grijanje zimi, unatoč početnim troškovima, bolje je ugraditi tvornički solarni sustav.

Video tečaj o izradi panelnog solarnog bojlera

Grijanje privatne kuće može se organizirati na različite načine. Najčešće je to priključak na sustav centralnog grijanja ili ugradnja pojedinačnih uređaja za grijanje koji zagrijavaju rashladnu tekućinu izgaranjem plina, tekućeg ili krutog goriva. Rjeđe, vlasnici malih vikendica koriste električne kotlove i razne vrste grijača za grijanje, usmjeravajući protok zraka u stambeni prostor.

Danas postoje alternativni načini grijanja, poput uređaja koji sunčevo zračenje pretvaraju u toplinsku energiju. Solarni kolektori za grijanje doma vrlo su učinkoviti, potpuno ekološki prihvatljivi i ne zahtijevaju posebno održavanje.

Zašto je solarno grijanje korisno?

Sustav grijanja na solarne kolektore ima nekoliko vrlo značajnih prednosti:

• solarna toplina je besplatna i može se koristiti u svim kutovima planeta, bez obzira na klimatske uvjete;
• korištenje solarne energije uključuje troškove isključivo za nabavu instalacije, ostalo vrijeme solarni kolektor radi potpuno autonomno;
• Dizajn autonomnog sustava grijanja sa solarnim kolektorom prilično je jednostavan, tako da to možete učiniti i sami.

Važno je razumjeti da će domaći kolektor i akumulator toplinske energije imati prilično nisku učinkovitost u usporedbi s industrijskim dizajnom, ali će i dalje omogućiti značajne uštede na opskrbi toplom vodom kod kuće.

Najjednostavniji izračun pokazuje da je kolektor površine 3 m2 dovoljan ne samo za stvaranje izvora tople vode u maloj privatnoj kući, već i za zagrijavanje izvan sezone. Time se značajno smanjuju troškovi korištenja energenata, a time i vaš obiteljski budžet.

Solarni instalacijski uređaj

Solarni kolektori za grijanje i pripremu tople vode u kući sastoje se od sljedećih komponenti:

• uređaj za grijanje vode ili druge rashladne tekućine;
• akumulator toplinske energije;
• krug za prijenos toplinske energije rashladnom tekućinom.

Solarni kolektor za grijanje je sustav cijevi s rashladnim sredstvom, a to je zrak, voda, propilen glikol ili bilo koja druga tekućina koja se ne smrzava. Akumulator toplinske energije je spremnik sa zavojnicom kroz koju cirkulira rashladna tekućina koja se dovodi iz kolektora. Toplinski krug se koristi za kombiniranje uređaja za grijanje vode, zraka ili antifriza s akumulatorom topline.

Solarna energija ulazi u kolektor, gdje zagrijava rashladnu tekućinu koja cirkulira u solarnoj instalaciji. Nakon zagrijavanja ulazi u akumulator topline, gdje dolazi do izmjene topline između zavojnice i vode. Zagrijana voda iz baterije ulazi u sustav grijanja ili opskrbe toplom vodom kuće.

Kruženje vode u solarnom sustavu odvija se gravitacijom ili pomoću cirkulacijske pumpe (ovisno o namjeni sustava i načinu postavljanja spremnika u odnosu na kolektor).

Prirodno kretanje vode ili zraka duž kruga je zbog principa konvekcije, kada nakon zagrijavanja tekućina teži prema gore od kolektora do akumulatora topline.

Ako uzmemo u obzir da će se solarni sustav koristiti samo za opskrbu toplom vodom, onda osim solarnog kolektora i akumulatora topline nije potrebno ništa drugo. Ako se sustav planira koristiti za grijanje kuće, tada će možda biti potrebna pumpa za pumpanje rashladne tekućine kroz radijatore.

Vrste hladnjaka

Moderna industrija ovladala je proizvodnjom nekoliko vrsta izmjenjivača topline za solarne sustave grijanja:

• zrak;
• ravan;
• vakuum.

Svi rade na istom principu, ali imaju neke značajke dizajna i razlike u učinkovitosti. Da biste pravilno odabrali jednu ili drugu vrstu solarne instalacije, morate znati njihove značajke i kompetentne izračune. Pogledajmo detaljnije svaku vrstu solarnih kolektora.

Ravni izmjenjivač topline za grijanje

Ovaj tip solarnog kolektora za grijanje sastoji se od ravne kutije, toplinski izolirane s tri strane, ispunjene tvari koja apsorbira toplinu. Unutar ove tvari nalazi se izmjenjivač topline izrađen od metalnih cijevi tankih stijenki, kroz koje cirkulira voda ili propilen glikol.

Dizajn ravnog apsorbera sunčeve energije i izračun njegovih potrebnih parametara prilično su jednostavni, tako da se ovaj tip "grijača" koristi za izradu solarnog sustava grijanja vlastitim rukama.

Vakuumski apsorber topline sastoji se od staklenih cijevi unutar kojih se nalaze cijevi manjeg promjera s adsorbentom koji akumulira sunčevu toplinu. Unutar cijevi s adsorbentom nalaze se metalne cijevi kroz koje se kreće rashladna tekućina.

Između staklene cijevi velikog promjera i cijevi u kojoj se nalazi akumulirajuća tvar stvara se vakuum koji sprječava izlazak topline iz adsorbensa u atmosferu.

Učinkovitost takve instalacije najveća je među svim vrstama solarnih kolektora. Na temelju snage uređaja izračunava se potrebna površina za zagrijavanje rashladne tekućine.

Kolektor zraka za grijanje kuće

U takvom uređaju, zrak se koristi kao rashladno sredstvo, čija se cirkulacija odvija prirodno i pomoću ventilatora. U pravilu se kolektor zraka koristi isključivo za grijanje malih seoskih kuća izvan sezone, jer ovaj dizajn ima prilično nisku učinkovitost. Osim toga, ova instalacija nije prikladna za grijanje vode i stvaranje tople vode kod kuće, pa je naši sunarodnjaci koriste izuzetno rijetko.

Unatoč niskoj učinkovitosti, apsorber zraka ima dvije prednosti: jednostavan dizajn i odsutnost rashladne tekućine (vode), a time i korozije, curenja, problema sa smrzavanjem itd.

Izrada solarnog kolektora vlastitim rukama

Za izradu ravnog solarnog apsorbera topline bit će potreban prilično složen izračun potrebne površine izmjenjivača topline, volumena spremnika i duljine kruga. Neovisni izračun zahtijeva odgovarajuće znanje, iskustvo i početne podatke. Kako bismo pojednostavili zadatak, bit će vam predstavljene tri glavne veličine solarnih sustava:

• volumen spremnika baterije je 100-150 l, duljina cijevi izmjenjivača topline je 7 m, površina kolektora je 2 m2;
• volumen spremnika baterije je 150-300 l, duljina cijevi izmjenjivača topline je 9 m, površina kolektora je 3 m2;
• volumen spremnika baterije je 200-400 l, duljina cijevi izmjenjivača topline je 12 m, površina kolektora je 4 m2.

Upute za samostalnu montažu.

Kutija

Može se izraditi od šperploče ili plastične ploče i drvenih letvica pričvršćenih po obodu kao strane.

Da biste ga napravili, morate zavariti rešetku ili je saviti od metalnih cijevi, koje će se koristiti za zagrijavanje rashladne tekućine. Pričvrstite gotov proizvod spajalicama na drugi list plastike ili šperploče i obojite ga mat crnom bojom.

Zalijepite izolaciju preko cijele površine kutije.

Skupština

Ugradite izmjenjivač topline u pripremljenu kutiju. Postavite staklo na apsorber, prethodno premazavši mjesta na kojima ono dolazi u dodir s kutijom brtvilom na bazi silikona. Domaći solarni apsorber topline je spreman.

Izrada akumulatora topline

Zavojnicu treba napraviti od bakrene cijevi, a zatim je staviti u pripremljenu posudu, prethodno napravivši rupe za ulaz i izlaz rashladne tekućine. Izvucite krajeve izmjenjivača topline iz baterije kroz brtve.

Izolacija

Potrebno je pažljivo izolirati spremnik mineralnom vunom.

Kako biste sačuvali izolacijski sloj, pokrijte ga limom od pocinčanog metala, stvarajući neku vrstu "pokrivača".

Montaža

Za akumulator topline treba napraviti nosivu konstrukciju i uz njega ugraditi gotov solarni kolektor. Nakon toga spojite sve uređaje toplinskim krugom.

Pokretanje sustava

Za zagrijavanje vode i dovod iste u zgradu potrebno je sustav napuniti antifrizom, a akumulator topline vodom. Nakon 20-30 minuta voda u spremniku će se početi zagrijavati, nakon čega se može koristiti za grijanje prostorije ili druge potrebe.