Σπιτικοί ηλιακοί θερμοσίφωνες

Τι είναι ο ηλιακός θερμοσίφωνας

Ένας συλλέκτης (θερμοσίφωνας) είναι μια συσκευή που συλλέγει ενέργεια από τις ακτίνες του ήλιου και τη μετατρέπει σε θερμότητα. Ο ήλιος θερμαίνει το ψυκτικό στο συλλέκτη, το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για παροχή ζεστού νερού και θέρμανση ή για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι συσκευές που σχετίζονται με την ενέργεια του ήλιου μπορούν να ονομάζονται σωστά ηλιακές εγκαταστάσεις ή ηλιακοί συλλέκτες (από το όνομα του αρχαίου Έλληνα θεού Ήλιου).

Οι σύγχρονοι ηλιακοί θερμοσίφωνες μπορεί να είναι περίπλοκοι, αλλά οποιοσδήποτε ιδιοκτήτης ιδιωτικής κατοικίας μπορεί να κατασκευάσει ανεξάρτητα μια συσκευή για τις δικές του ανάγκες. Το κύριο πράγμα είναι να καταλάβουμε για ποιον σκοπό είναι αυτή η συσκευή.

Τρεις συλλέκτες ικανοποιούν πλήρως τις ανάγκες της οικογένειας για ζεστό νερό και θέρμανση

Πεδίο χρήσης ηλιακών εγκαταστάσεων

Στη χώρα μας, πολλοί άνθρωποι εξακολουθούν να συνδέουν τη φράση ηλιακός θερμοσίφωνας με μια μαύρη δεξαμενή στην οροφή ενός καλοκαιριού καμπίνα ντους, αλλά αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται με επιτυχία σε όλο τον κόσμο. Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι συνηθισμένοι στις νότιες περιοχές της Ευρώπης. Οι κάτοικοι ιδιωτικών κατοικιών στην Ιταλία, την Ισπανία και την Ελλάδα υποχρεούνται νομικά να χρησιμοποιούν ηλιακούς θερμοσίφωνες. Η Κίνα δεν υστερεί ούτε από τη Δύση. Εκεί, οι ηλιακοί θερμοσίφωνες εγκαθίστανται στις στέγες πολυώροφων κτιρίων και παρέχουν ζεστό νερό σε όλα τα διαμερίσματα. Το 2000, υπήρχαν τόσα πολλά ηλιακά εργοστάσια στον κόσμο που, μαζί, θα καταλάμβαναν περισσότερα από 71 εκατομμύρια m2... Σχεδόν 15 εκατομμύρια m2 από αυτούς θα είναι Ευρωπαίοι.

Οι ηλιακοί συλλέκτες κενού καταλαμβάνουν σχεδόν πλήρως τις στέγες των κινεζικών νέων κτιρίων

Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται για παροχή ζεστού νερού οικιακών εγκαταστάσεων και βιομηχανικών κτιρίων, θέρμανση ιδιωτικών σπιτιών, κτιρίων γραφείων, εργαστηρίων. Έχουν τη μεγαλύτερη ζήτηση στη βιομηχανία τροφίμων και κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, δεδομένου ότι σε αυτόν τον τομέα υπάρχουν πολλές διαδικασίες παραγωγής που χρησιμοποιούν ζεστό νερό.

Στον ιδιωτικό τομέα, κάθε άτομο από τη Γερμανία αντιστοιχεί σε 0,14 m2 ηλιακής συλλεκτικής έκτασης, από την Αυστρία - 0,45 m2, από την Κύπρο - 0,8 m2 και από τη Ρωσία - 0,0002 m2. Η ένταση του ηλιακού φωτισμού στη Ρωσία είναι μόλις 0,5 kWh / m2 μικρότερη από ό, τι στο νότο της Γερμανίας. Αυτό σημαίνει ότι η χαμηλή δημοτικότητα των ηλιακών συλλεκτών στις βόρειες περιοχές δεν οφείλεται σε γεωγραφικούς λόγους.

Με ένα εκτεταμένο σύστημα πολλαπλής, ακόμη και το νερό της πισίνας μπορεί να θερμανθεί

Καλοκαιρινή επιλογή σχεδιασμού

Η μαύρη πλάκα απορροφά τη θερμότητα και τη μεταφέρει στο ψυκτικό που κινείται μέσω των σωλήνων (νερό ή αντιψυκτικό). Το γυαλί έχει 2 λειτουργίες: επιτρέπει την ηλιακή ακτινοβολία να περάσει στον εναλλάκτη θερμότητας και χρησιμεύει ως προστασία από την καθίζηση και τον άνεμο, που μειώνουν την απόδοση του θερμαντήρα. Όλες οι συνδέσεις γίνονται ερμητικά έτσι ώστε η σκόνη να μην μπει μέσα και το γυαλί να μην χάσει τη διαφάνεια. Και πάλι, η θερμότητα των ακτίνων του ήλιου δεν πρέπει να εξαερίζεται από τον εξωτερικό αέρα μέσω των ρωγμών · η αποτελεσματική λειτουργία του ηλιακού συλλέκτη εξαρτάται από αυτό.

Ξεκινώντας

Πριν από την κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη, είναι απαραίτητο να κάνετε τους κατάλληλους υπολογισμούς και να προσδιορίσετε πόση ενέργεια πρέπει να παράγει. Αλλά δεν πρέπει να περιμένετε υψηλή απόδοση από μια αυτο-κατασκευασμένη εγκατάσταση. Ανακαλύπτοντας ότι θα είναι αρκετό - μπορείτε να προχωρήσετε.

Το έργο μπορεί να χωριστεί σε διάφορα κύρια στάδια:

1. Φτιάξτε ένα κουτί
2. Φτιάξτε ένα καλοριφέρ ή εναλλάκτη θερμότητας
3. Κάντε έναν θάλαμο εκκίνησης και οδηγήστε
4. Συναρμολογήστε τον συλλέκτη

Για να φτιάξετε ένα κουτί για έναν ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας, θα πρέπει να προετοιμάσετε μια άκρη σανίδα πάχους 25-35 mm και πλάτους 100-130 mm. Το κάτω μέρος του πρέπει να είναι κατασκευασμένο από κλωστοϋφαντουργικό υλικό, εξοπλισμένο με νευρώσεις.Θα πρέπει επίσης να είναι καλά μονωμένο με αφρό (αλλά προτιμάται ορυκτό μαλλί), καλυμμένο με γαλβανισμένο φύλλο.

Έχοντας προετοιμάσει το κουτί, ήρθε η ώρα να παίξετε με τον εναλλάκτη θερμότητας. Ακολουθήστε τις οδηγίες:

1. Πρέπει να προετοιμάσετε 15 μεταλλικούς σωλήνες λεπτού τοιχώματος με μήκος 160 cm και σωλήνες δύο ιντσών με μήκος 70 cm
2. Και στους δύο πυκνωμένους σωλήνες, ανοίγονται οπές διαμέτρου των μικρότερων σωλήνων στους οποίους θα τοποθετηθούν. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι είναι ομοαξονικά από τη μία πλευρά, το μέγιστο βήμα μεταξύ τους είναι 4,5 cm
3. Το επόμενο στάδιο - όλοι οι σωλήνες πρέπει να συναρμολογούνται σε μια ενιαία κατασκευή και να συγκολλούνται με ασφάλεια
4. Ο εναλλάκτης θερμότητας τοποθετείται σε γαλβανισμένο φύλλο (προηγουμένως προσαρτημένο στο κουτί) και στερεώθηκε με χαλύβδινους σφιγκτήρες (μπορούν να κατασκευαστούν μεταλλικοί σφιγκτήρες)
5. Συνιστάται να βάψετε το κάτω μέρος του κουτιού σε σκούρο χρώμα (για παράδειγμα, μαύρο) - θα απορροφήσει καλύτερα την ηλιακή θερμότητα, αλλά για να μειωθούν οι απώλειες θερμότητας, τα εξωτερικά στοιχεία είναι βαμμένα λευκά
6. Είναι απαραίτητο να ολοκληρώσετε την εγκατάσταση του συλλέκτη εγκαθιστώντας ένα κάλυμμα γυαλιού κοντά στους τοίχους, χωρίς να ξεχνάτε την αξιόπιστη σφράγιση των αρμών
7. Απέμεινε απόσταση 10-12 mm μεταξύ των σωλήνων και του γυαλιού.

Διαβάστε περισσότερα: Πώς να επιλέξετε κουκούλα κουζίνας: ανά τύπο, με ισχύ, από θόρυβο

Απομένει να κατασκευαστεί μια συσκευή αποθήκευσης για τον ηλιακό συλλέκτη. Ο ρόλος του μπορεί να παιχτεί από ένα σφραγισμένο δοχείο, ο όγκος του οποίου κυμαίνεται περίπου 150-400 λίτρα. Εάν δεν μπορείτε να βρείτε ένα τέτοιο βαρέλι, μπορείτε να συγκολλήσετε πολλά μικρά μαζί.

Όπως και ο συλλέκτης, η δεξαμενή αποθήκευσης είναι πλήρως μονωμένη έναντι απώλειας θερμότητας. Μένει να δημιουργηθεί ένας θάλαμος προόδου - ένα μικρό δοχείο με όγκο 35-40 λίτρα. Πρέπει να είναι εφοδιασμένο με συσκευή που πέφτει νερό (αρθρωτή βρύση).

Το πιο κρίσιμο και σημαντικό στάδιο παραμένει - να βάλουμε μαζί τον συλλέκτη. Μπορείτε να το κάνετε με αυτόν τον τρόπο:

1. Κατ 'αρχάς, πρέπει να εγκαταστήσετε μια προηγμένη κάμερα και μια μονάδα δίσκου. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η στάθμη υγρού στο τελευταίο είναι 0,8 m χαμηλότερη από ότι στον μπροστινό θάλαμο. Δεδομένου ότι το νερό σε τέτοιες συσκευές μπορεί να συλλέξει πολλά, είναι απαραίτητο να σκεφτούμε πώς θα επικαλύπτονται αξιόπιστα
2. Ο συλλέκτης βρίσκεται στην οροφή του σπιτιού. Με βάση την πρακτική, συνιστάται να το κάνετε αυτό στη νότια πλευρά, γέρνοντας τη μονάδα σε γωνία 35-40 μοίρες προς τον ορίζοντα.
3. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η απόσταση μεταξύ του χώρου αποθήκευσης και του εναλλάκτη θερμότητας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,5-0,7 m, διαφορετικά οι απώλειες θα είναι πολύ σημαντικές
4. Στο τέλος, θα πρέπει να αποδειχθεί η ακόλουθη ακολουθία: η avancamera πρέπει να βρίσκεται πάνω από τη μονάδα δίσκου, η τελευταία - πάνω από τον συλλέκτη

Το πιο κρίσιμο στάδιο έρχεται - είναι απαραίτητο να συνδέσετε όλα τα εξαρτήματα μαζί και να συνδέσετε το δίκτυο παροχής νερού στο τελικό σύστημα. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να επισκεφθείτε ένα υδραυλικό κατάστημα και να αγοράσετε τα απαραίτητα εξαρτήματα, προσαρμογείς, σφιγκτήρες και άλλες βαλβίδες διακοπής. Συνιστάται η σύνδεση τμημάτων υψηλής πίεσης με σωλήνα διαμέτρου 0,5 ", χαμηλής πίεσης - 1".

Η θέση σε λειτουργία πραγματοποιείται ως εξής:

1. Η μονάδα γεμίζει με νερό μέσα από την κάτω οπή αποστράγγισης
2. Ένα avancamera συνδέεται και τα επίπεδα υγρού προσαρμόζονται
3. Είναι απαραίτητο να περπατήσετε κατά μήκος του συστήματος και να ελέγξετε ότι δεν υπάρχουν διαρροές
4. Όλα είναι έτοιμα για καθημερινή χρήση

Μπορείτε να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας αρκετά γρήγορα, αυτό δεν είναι πολύ δύσκολο έργο. Για να το χρησιμοποιήσετε στη χώρα, το καλοκαίρι, δεν χρειάζεστε πολύπλοκα κυκλώματα και ειδικό εξοπλισμό:

• Εάν απαιτείται νερό μόνο έξω (ντους εξωτερικού χώρου, ζεστό νερό για πλύσιμο, πισίνα, πλύσιμο πιάτων, άλλες οικιακές ανάγκες), η δεξαμενή είναι επίσης εγκατεστημένη έξω.
• Όταν χρειάζεται νερό στο σπίτι, η δεξαμενή θα εγκατασταθεί στο εσωτερικό.
• Σε ένα τέτοιο σύστημα, υπάρχει φυσική κυκλοφορία υγρού, επομένως η δεξαμενή πρέπει να εγκατασταθεί 8-10 εκατοστά πάνω από το επίπεδο της μπαταρίας.
• Για να συνδέσετε τη δεξαμενή με την μπαταρία (απορροφητής), χρειάζεστε σωλήνες συγκεκριμένης διαμέτρου.
• Με μεγάλο μήκος του συστήματος, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε μια αντλία που θα ενισχύσει την κίνηση του ψυκτικού.

Ηλιακός συλλέκτης από μεταλλικούς-πλαστικούς σωλήνες

Τύποι ηλιακών συλλεκτών

Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει επίπεδα, σωληνοειδή με κενό, συμπυκνωτές με παραβολικούς κυλινδρικούς ανακλαστήρες, κεραίες, ηλιακούς πύργους και άλλους τύπους εγκαταστάσεων. Οι πιο δημοφιλείς για οικιακούς σκοπούς είναι οι θερμοσίφωνες επίπεδης και κενού.

Πίνακας: Συγκριτικά χαρακτηριστικά επίπεδων και κενού συλλεκτών

Χαρακτηριστικά των ηλιακών θερμοσιφώνων επίπεδης οθόνης

Η συσκευή είναι ένα πάνελ, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχουν χαλκοσωλήνες με σκούρο επίχρισμα. Ζεσταίνουν νερό, το οποίο στη συνέχεια συλλέγεται σε δεξαμενή και χρησιμοποιείται για παροχή ζεστού νερού (παροχή ζεστού νερού). Εάν φτιάξετε τον συλλέκτη μόνοι σας, τότε τα ακριβά εξαρτήματα μπορούν να αντικατασταθούν με διαθέσιμα υλικά:

• αντί για χαλκοσωλήνες, μπορείτε να πάρετε χάλυβα, πολυαιθυλένιο ή απλά ένα ψυγείο από ένα παλιό ψυγείο.
• ένα ξύλινο πλαίσιο μπορεί να αντικατασταθεί από ένα μεταλλικό, αν και ζυγίζει περισσότερο.
• ο επιχρωμιωμένος απορροφητής θα αντικαταστήσει το συνηθισμένο μαύρο χρώμα.
• ένα φύλλο γυαλιού ή κυψελοειδούς πολυανθρακικού θα χρησιμεύσει ως προστατευτικό κάλυμμα και ο αφρός θα χρησιμεύσει ως θερμαντήρας.

Το κύριο πράγμα είναι να διασφαλιστεί η στεγανότητα του πάνελ, αλλά για αυτό αρκεί να σφραγίζετε όλες τις ραφές με κατασκευαστική σιλικόνη. Το κύριο μειονέκτημα τέτοιων συσκευών είναι ότι το θερμαινόμενο ψυκτικό εκπέμπει θερμότητα στον αέρα και ψύχεται λίγο πριν εισέλθει στη δεξαμενή αποθήκευσης. Η χρήση θερμικής μόνωσης και στεγανοποίησης ραφών έχει σχεδιαστεί για να καταπολεμά ακριβώς αυτό το αποτέλεσμα.

Τα ακριβά μέρη ενός βιομηχανικού συλλέκτη μπορούν να αντικατασταθούν με φθηνότερα αντίστοιχα, για παράδειγμα, χαλύβδινοι σωλήνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντί για χαλκοσωλήνες και το πλαίσιο της συσκευής μπορεί να είναι κατασκευασμένο από ξύλο

Εάν δεν ληφθεί νερό από τον επίπεδο συλλέκτη, σε μια ζεστή ηλιόλουστη ημέρα μπορεί να θερμανθεί έως τους 190-210 ° C, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε ρήξη σωλήνων με ψυκτικό ή συνδετικά στοιχεία. Για εκείνους που περιστασιακά χρησιμοποιούν ηλιακό θερμοσίφωνα, είναι σημαντικό να εγκαταστήσετε μια δεξαμενή αποθήκευσης που μπορεί να εξαλείψει την υπερβολική πίεση στους σωλήνες. Μια άλλη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε ορυκτέλαιο και όχι νερό ως ψύκτρα. Το σημείο βρασμού του είναι υψηλότερο, γεγονός που μειώνει τον κίνδυνο βλάβης στο σύστημα. Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτείται ένας εναλλάκτης θερμότητας, στον οποίο το λάδι θα μεταφέρει τη συσσωρευμένη θερμότητα στο νερό χωρίς άμεση επαφή.

Οι επίπεδες ηλιακοί συλλέκτες είναι φθηνότεροι και ευκολότεροι στην κατασκευή τους, αλλά είναι κατάλληλοι μόνο για καλοκαιρινή χρήση στη χώρα ή ως βοηθητικός θερμοσίφωνας. Χρησιμοποιήστε τα μόνο για DHW.

Χαρακτηριστικά συλλεκτών κενού

Αυτός ο τύπος ηλιακού θερμοσίφωνα αποτελείται από μεμονωμένους σωλήνες, καθένας από τους οποίους βρίσκεται σε περιβάλλον χωρίς αέρα. Αυτός ο σχεδιασμός κατέστησε δυνατή τη μείωση της απώλειας θερμότητας στο δρόμο από το συλλέκτη στο δοχείο αποθήκευσης και την αύξηση της αποτελεσματικότητας του συστήματος.Χάρη σε αυτό, οι συλλέκτες κενού λειτουργούν τέλεια κατά τις μεταβαλλόμενες εποχές (φθινόπωρο, άνοιξη) και το χειμώνα.

Η πολλαπλή κενού αποτελείται από σωλήνες τοποθετημένους σε περιβάλλον χωρίς αέρα

Οι σωλήνες χαλκού χρησιμοποιούνται επίσης σε ηλιακούς θερμοσίφωνες κενού, καθώς αυτό το υλικό παρέχει καλή μεταφορά θερμότητας και υγιεινή ταυτόχρονα. Τα υπόλοιπα στοιχεία είναι παρόμοια: γυαλί (βοριοπυριτικό για καλύτερη μετάδοση θερμότητας), κάτω από ένα μαύρο στρώμα απορρόφησης, ένα σωλήνα με φορέα θερμότητας και ένα υπόστρωμα. Είναι πιο εύκολο να διασφαλιστεί η στεγανότητα του συστήματος, καθώς υπάρχει μόνο μία ραφή - η σύνδεση μεταξύ του σωλήνα και της δεξαμενής αποθήκευσης.

Ξεχωριστοί σωλήνες συνδέονται με τον κύριο σωλήνα του θερμοσίφωνα

Το κρύο νερό θερμαίνεται σταδιακά από εναλλακτική επαφή με θερμούς χαλκοσωλήνες. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να διαλύσετε τη θερμότητα από μια ηλιακή εγκατάσταση κενού, επομένως είναι σημαντικό να παρέχετε τακτική ροή κρύου νερού, δηλαδή να χρησιμοποιείτε ζεστό νερό όλη την ημέρα. Για να αυξηθεί η ανθεκτικότητα του συστήματος, το αντιψυκτικό χρησιμοποιείται ως ψυκτικό σε ηλιακούς συλλέκτες κενού. Αντέχει τη θέρμανση έως και 300 ° C και δεν παγώνει όταν η θερμοκρασία της συσκευής πέσει στους -40 ° C σε μια συννεφιασμένη μέρα.

Για παροχή ζεστού νερού όλο το χρόνο και θέρμανση εξοχικής κατοικίας, απαιτείται ηλιακός συλλέκτης κενού. Είναι πιο ακριβό, αλλά πιο αποτελεσματικό και αξιόπιστο από ένα επίπεδο.

Είναι αδύνατο να δημιουργήσετε έναν πλήρη ηλιακό συλλέκτη κενού με τα χέρια σας: η κατασκευή ενός σωλήνα με πυκνά τοιχώματα από βοριοπυριτικό γυαλί είναι αδιανόητο σε βιοτεχνικές συνθήκες. Επομένως, μια πιο αξιόπιστη επιλογή θα ήταν να αγοράσετε φιάλες από το εργοστάσιο (προσφέρονται ομοαξονικές και φτερό ποικιλίες) και να συναρμολογήσετε τον ηλιακό θερμοσίφωνα στο χώρο του ξενοδοχείου. Αλλά επειδή ακόμη και αυτή η εργασία απαιτεί αξιοσημείωτες δεξιότητες κλειδαράς, είναι καλύτερο να αγοράσετε ένα τελικό προϊόν με εγγύηση από τον κατασκευαστή.