Domáce solárne ohrievače vody

Čo je to solárny ohrievač vody

Kolektor (ohrievač vody) je zariadenie, ktoré zhromažďuje energiu zo slnečných lúčov a premieňa ju na teplo. Slnko ohrieva chladiacu kvapalinu v kolektore, ktorá sa potom používa na dodávku a ohrev teplej vody alebo na výrobu elektriny.

Zariadenia spojené s energiou slnka možno správne nazvať solárne zariadenia alebo slnečné kolektory (z názvu starogréckeho boha slnka Heliosa).

Moderné solárne ohrievače vody môžu byť zložité, ale každý majiteľ súkromného domu môže samostatne vyrobiť zariadenie pre svoje vlastné potreby. Hlavná vec je zistiť, na čo je toto zariadenie určené.

Tri kolektory plne uspokojujú rodinné potreby týkajúce sa teplej vody a kúrenia

Rozsah použitia solárnych elektrární

U nás si stále veľa ľudí spája slovné spojenie solárny ohrievač vody s čiernou nádržou na streche letnej sprchovacej kabíny, táto technológia sa však úspešne používa na celom svete. Solárne kolektory sú bežné v južných oblastiach Európy. Obyvatelia súkromných domov v Taliansku, Španielsku a Grécku sú zo zákona povinní používať solárne ohrievače vody. Ani Čína nezaostáva za Západom. Tam sú na strechách výškových budov nainštalované solárne ohrievače vody, ktoré dodávajú teplú vodu do všetkých bytov. V roku 2000 bolo na svete toľko solárnych elektrární, že dohromady by zaberali viac ako 71 miliónov m2... Takmer 15 miliónov m2 z nich by bolo európskych.

Solárne vákuové kolektory takmer úplne obsadzujú strechy čínskych nových budov

Takéto zariadenia sa používajú na zásobovanie teplou vodou domácich priestorov a priemyselných budov, vykurovanie súkromných domov, kancelárskych budov, dielní. Najžiadanejšie sú v potravinárskom a textilnom priemysle, pretože práve v tejto oblasti existuje veľa výrobných procesov s použitím horúcej vody.

V súkromnom sektore predstavuje každá osoba z Nemecka 0,14 m2 plochy solárnych kolektorov, z Rakúska - 0,45 m2, z Cypru - 0,8 m2 a z Ruska - 0,0002 m2. Intenzita slnečného osvetlenia je v Rusku iba o 0,5 kWh / m2 nižšia ako na juhu Nemecka. To znamená, že nízka popularita solárnych kolektorov v severných oblastiach nie je spôsobená geografickými dôvodmi.

Vďaka rozsiahlemu systému rozdeľovača je možné ohrievať aj vodu z bazéna

Možnosť letného dizajnu

Čierna doska absorbuje teplo a prenáša ho na chladiacu kvapalinu pohybujúcu sa cez rúrky (voda alebo nemrznúca zmes). Sklo má 2 funkcie: umožňuje slnečnému žiareniu prechádzať do výmenníka tepla a slúži ako ochrana pred zrážkami a vetrom, ktoré znižujú výkon ohrievača. Všetky spojenia sú hermetické, aby sa dovnútra nedostal prach a sklo nestrácalo priehľadnosť. Teplo slnečných lúčov by opäť nemalo byť cez trhliny odvádzané vonkajším vzduchom, od toho závisí efektívna činnosť slnečného kolektora.

Začíname

Pred výstavbou solárneho kolektora je potrebné vykonať príslušné výpočty a určiť, koľko energie musí generovať. Od vlastnej inštalácie by ste však nemali očakávať vysokú účinnosť. Zistenie, že to bude stačiť - môžete pokračovať.

Prácu možno rozdeliť do niekoľkých hlavných etáp:

1. Vyrobte krabicu
2. Vyrobte si radiátor alebo výmenník tepla
3. Vytvorte predsunutú komoru a choďte
4. Zostavte kolektor

Ak chcete vyrobiť krabicu pre solárny kolektor vlastnými rukami, mali by ste pripraviť dosku s hranami s hrúbkou 25 - 35 mm a šírkou 100 - 130 mm. Jeho dno by malo byť vyrobené z textolitu, vybavené rebrami.Mal by byť tiež dobre izolovaný penou (ale uprednostňuje sa minerálna vlna), pokrytý pozinkovaným plechom.

Po príprave krabice je čas pohrať sa s výmenníkom tepla. Nasleduj inštrukcie:

1. Musíte si pripraviť 15 tenkostenných kovových rúrok dlhých 160 cm a dvoch palcových rúrok dlhých 70 cm
2. V obidvoch zosilnených rúrkach sú vyvŕtané otvory o priemere menších rúr, do ktorých budú inštalované. V takom prípade musíte zabezpečiť, aby boli na jednej strane koaxiálne, maximálny krok medzi nimi je 4,5 cm
3. Ďalšia etapa - všetky rúry musia byť zostavené do jednej konštrukcie a bezpečne zvarené
4. Výmenník tepla je namontovaný na pozinkovanom plechu (predtým pripevnenom ku krabici) a pripevnený oceľovými svorkami (je možné vyrobiť kovové svorky)
5. Dno krabice sa odporúča natrieť tmavou farbou (napríklad čiernou) - lepšie bude absorbovať slnečné teplo, ale kvôli zníženiu tepelných strát sú vonkajšie prvky natreté bielou farbou.
6. Inštaláciu kolektora je potrebné dokončiť osadením krycieho skla v blízkosti stien, pričom nezabúdajte na spoľahlivé utesnenie spojov
7. Medzi trubicami a sklom je ponechaná vzdialenosť 10 - 12 mm.

Čítajte viac: Ako si zvoliť odsávač do kuchyne: podľa typu, výkonu, hluku

Zostáva vybudovať akumulačné zariadenie pre solárny kolektor. Jeho úlohu môže hrať uzavretá nádoba, ktorej objem sa pohybuje okolo 150 - 400 litrov. Ak nenájdete jeden taký sud, môžete zvárať niekoľko malých.

Rovnako ako kolektor, aj zásobník je dôkladne izolovaný proti tepelným stratám. Zostáva urobiť predsieňovú komoru - malú nádobu s objemom 35-40 litrov. Musí byť vybavený zariadením na kvapkanie vody (kĺbový kohútik).

Najdôležitejšia a najdôležitejšia etapa zostáva - zhromaždiť kolektor dohromady. Môžete to urobiť takto:

1. Najskôr je potrebné nainštalovať predsunutú kameru a jednotku. Je potrebné zabezpečiť, aby hladina kvapaliny v druhom z nich bola o 0,8 m nižšia ako v prednej komore. Pretože voda v takýchto zariadeniach môže zhromažďovať veľa, je potrebné premyslieť, ako sa budú spoľahlivo prekrývať
2. Zberač je umiestnený na streche domu. Na základe praxe sa odporúča urobiť to na južnej strane, nakláňať jednotku pod uhlom 35-40 stupňov k obzoru.
3. Je však potrebné mať na pamäti, že vzdialenosť medzi zásobníkom a výmenníkom tepla by nemala presiahnuť 0,5-0,7 m, inak budú straty príliš výrazné.
4. Na konci by sa mala ukázať nasledujúca postupnosť: avancamera musí byť umiestnená nad pohonom, posledná - nad kolektorom

Prichádza najdôležitejšia etapa - je potrebné spojiť všetky komponenty dohromady a pripojiť vodovodnú sieť k hotovému systému. Aby ste to dosiahli, budete musieť navštíviť inštalatérsky obchod a kúpiť potrebné armatúry, adaptéry, stierky a ďalšie uzatváracie ventily. Vysokotlakové časti sa odporúčajú spojiť s potrubím s priemerom 0,5 ", nízkotlakovým - 1".

Uvedenie do prevádzky sa vykonáva nasledovne:

1. Jednotka je naplnená vodou cez spodný odtokový otvor
2. Pripojí sa avancamera a upraví sa hladina tekutín
3. Je potrebné prejsť pozdĺž systému a skontrolovať, či nedochádza k únikom
4. Všetko je pripravené na každodenné použitie

Solárny kolektor môžete vyrobiť vlastnými rukami dostatočne rýchlo, nie je to veľmi náročná práca. Ak ho chcete použiť v krajine, v lete nepotrebujete zložité obvody a špeciálne vybavenie:

• Ak je voda potrebná iba vonku (vonkajšia sprcha, horúca voda na umývanie, bazén, umývanie riadu, iné potreby pre domácnosť), je nádrž inštalovaná aj vonku.
• Ak je v dome potrebná voda, nádrž bude nainštalovaná vo vnútri.
• V takomto systéme dochádza k prirodzenej cirkulácii kvapaliny, takže nádrž musí byť inštalovaná 8 - 10 centimetrov nad úrovňou batérie.
• Na pripojenie nádrže k batérii (absorbéru) potrebujete potrubia určitého priemeru.
• Pri veľkej dĺžke systému je lepšie inštalovať čerpadlo, ktoré zlepší pohyb chladiacej kvapaliny.

Solárny kolektor vyrobený z kovoplastových rúrok

Typy slnečných kolektorov

Inžinieri vyvinuli ploché, rúrkové s vákuom, koncentrátory s parabolickými valcovými reflektormi, anténu, solárne veže a ďalšie typy inštalácií. Najobľúbenejšie pre domáce účely sú ploché a vákuové ohrievače vody.

Tabuľka: porovnávacie charakteristiky plochých a vákuových kolektorov

Vlastnosti plochých solárnych ohrievačov vody

Zariadenie je panel, vo vnútri ktorého sú medené rúrky s tmavým povlakom. Ohrievajú vodu, ktorá sa potom zhromažďuje v zásobníku a slúži na zásobovanie teplou vodou (prívod teplej vody). Ak si kolektor vyrábate svojpomocne, drahé komponenty je možné nahradiť dostupnými materiálmi:

• namiesto medených rúrok môžete zo starej chladničky vziať oceľ, polyetylén alebo len radiátor;
• drevený rám sa môže stať náhradou za kovový, hoci má väčšiu hmotnosť;
• pochrómovaný absorbér nahradí obvyklú čiernu farbu;
• vrstva skla alebo pórovitý polykarbonát bude slúžiť ako ochranný kryt a pena bude slúžiť ako ohrievač.

Hlavnou vecou je zabezpečiť tesnosť panelu, ale na to stačí utesniť všetky švy stavebným silikónom. Hlavnou nevýhodou takýchto zariadení je, že vyhrievaná chladiaca kvapalina vyžaruje teplo do vzduchu a pred vstupom do zásobníka trochu ochladzuje. Použitie tepelnej izolácie a utesnenie švov je navrhnuté presne proti tomuto účinku.

Drahé diely priemyselného kolektora je možné nahradiť lacnejšími náprotivkami, napríklad namiesto medených rúr je možné použiť oceľové rúry a rám zariadenia môže byť vyrobený z dreva.

Ak sa z plochého kolektora neodoberá voda, môže sa v horúci slnečný deň zahriať na 190–210 ° C, čo môže viesť k prasknutiu potrubia chladiacou kvapalinou alebo spojovacími prvkami. Pre tých, ktorí príležitostne používajú solárny ohrievač vody, je dôležité inštalovať akumulačnú nádrž, ktorá dokáže eliminovať pretlak v potrubiach. Ďalšou možnosťou je použiť ako chladič radšej minerálny olej ako vodu. Jeho bod varu je vyšší, čo znižuje riziko poškodenia systému. V takom prípade je potrebný výmenník tepla, v ktorom bude olej bez priameho kontaktu prenášať akumulované teplo do vody.

Ploché solárne kolektory sú lacnejšie a ľahšie sa vyrábajú, ale sú vhodné iba na letné použitie v krajine alebo ako pomocný ohrievač vody. Používajte ich iba na prípravu TÚV.

Vlastnosti vákuových kolektorov

Tento typ solárneho ohrievača vody sa skladá z jednotlivých rúrok, z ktorých každá je v bezvzduchovom prostredí. Táto konštrukcia umožnila znížiť tepelné straty na ceste z kolektora do akumulačnej nádrže a zvýšiť účinnosť systému.Vďaka tomu fungujú vákuové kolektory perfektne počas striedania ročných období (jeseň, jar) aj v zime.

Vákuové potrubie sa skladá z rúrok umiestnených v bezvzduchovom prostredí

Medené trubice sa používajú aj vo vákuových solárnych ohrievačoch vody, pretože tento materiál poskytuje dobrý prenos tepla a zároveň hygienu. Zvyšok prvkov je podobný: sklo (borosilikát pre lepší prenos tepla), pod ním je čierna absorpčná vrstva, trubica s nosičom tepla a substrát. Je ľahšie zabezpečiť tesnosť systému, pretože existuje iba jeden šev - spojenie medzi rúrkou a zásobníkom.

Oddelené potrubia sú pripojené k hlavnému potrubiu vákuového ohrievača vody

Studená voda sa postupne zohrieva od alternatívneho kontaktu s horúcimi medenými rúrami. Je to jediný spôsob, ako odvádzať teplo z vákuovej solárnej elektrárne, takže je dôležité zabezpečiť jej pravidelný tok studenej vody, to znamená, že počas celého dňa používajte teplú vodu. Na zvýšenie životnosti systému sa ako chladivo vo vákuových slnečných kolektoroch používa nemrznúca zmes. Dobre znáša zahriatie až na 300 ° C a nezmrzne, keď teplota prístroja v zamračenom dni klesne na -40 ° C.

Pre celoročné zásobovanie teplou vodou a vykurovanie vidieckeho domu je potrebný vákuový slnečný kolektor. Je to nákladnejšie, ale efektívnejšie a spoľahlivejšie ako ploché.

Nie je možné vytvoriť si plnohodnotný vákuový solárny kolektor vlastnými rukami: vyrobiť hrubostennú trubicu z borosilikátového skla je v remeselných podmienkach nemysliteľné. Spoľahlivejšou možnosťou by preto bolo kúpiť továrenské banky (ponúkajú sa koaxiálne a perové odrody) a namontovať solárny ohrievač vody na mieste. Ale pretože aj takáto práca vyžaduje pozoruhodné zámočnícke schopnosti, je lepšie kúpiť hotový výrobok so zárukou od výrobcu.