Sådan laver du en solfanger til opvarmning med dine egne hænder: en trin-for-trin guide

Stigningen i omkostningerne ved traditionelle energikilder tilskynder private boligejere til at lede efter alternative muligheder for opvarmning af deres hjem og opvarmning af vand.Enig, den økonomiske komponent af problemet vil spille en vigtig rolle, når du vælger et varmesystem.

En af de mest lovende metoder til energiforsyning er konvertering af solstråling. Til dette formål anvendes solcelleanlæg. At forstå princippet om deres design og funktionsmekanismen vil ikke være svært at lave en solfanger til opvarmning med egne hænder.

Vi vil fortælle dig om designfunktionerne ved solcelleanlæg, tilbyde et simpelt samlingsdiagram og beskrive de materialer, der kan bruges. Arbejdets stadier er ledsaget af visuelle fotografier, materialet er suppleret med videoer om oprettelsen og idriftsættelsen af ​​en hjemmelavet samler.

Driftsprincip og designfunktioner

Moderne solsystemer er et af de typer af alternative kilder modtager varme. De bruges som ekstra varmeudstyr, der omdanner solstråling til energi, der er nyttig for boligejere.

De er kun i stand til fuldt ud at levere varmt vand og opvarmning i den kolde årstid i de sydlige regioner. Og kun hvis de optager et tilstrækkeligt stort område og er installeret i åbne områder, der ikke er skyggefulde af træer.

På trods af det store antal sorter er deres driftsprincip det samme. Nogen solsystem Det er et kredsløb med et sekventielt arrangement af enheder, der leverer termisk energi og overfører det til forbrugeren.

De vigtigste arbejdselementer er solpaneler baseret på fotoceller eller solfangere. Teknologi solcellegenerator montage på fotografiske plader er noget mere kompliceret end på en rørformet samler.

I denne artikel vil vi se på den anden mulighed - et solfangersystem.

Solfangere fungerer stadig som hjælpeenergileverandører. Det er farligt helt at skifte boligvarme til et solsystem på grund af manglende evne til at forudsige et klart antal solskinsdage

Samlere er et system af rør forbundet i serie til udgangs- og indgangslinjerne eller lagt ud i form af en spole. Procesvand, luftstrøm eller en blanding af vand og en form for ikke-frysende væske cirkulerer gennem rørene.

Cirkulation stimuleres af fysiske fænomener: fordampning, ændringer i tryk og tæthed fra overgangen fra en aggregeringstilstand til en anden osv.

Princippet for drift af solfangere er baseret på modtagelse og akkumulering af solenergi tilført kølevæsken (+)

Opsamling og akkumulering af solenergi udføres af absorbere. Dette er enten en solid metalplade med en sort ydre overflade eller et system af individuelle plader fastgjort til rør.

Til fremstilling af den øverste del af kroppen, låget, anvendes materialer med høj evne til at transmittere lys. Dette kan være plexiglas, lignende polymermaterialer, hærdet typer traditionelt glas.

For at eliminere energitab er termisk isolering placeret i boksen på bagsiden af ​​enheden

Det skal siges, at polymermaterialer ikke tolererer indflydelsen af ​​ultraviolette stråler ret godt.Alle plasttyper har en ret høj termisk udvidelseskoefficient, hvilket ofte fører til trykaflastning af huset. Derfor bør brugen af ​​sådanne materialer til fremstilling af samlerlegemet begrænses.

Vand som kølevæske kan kun anvendes i systemer, der er designet til at levere tilskudsvarme i efterårs-/forårsperioden. Hvis du planlægger at bruge solsystemet hele året rundt, før den første kolde snap, skal du skifte procesvandet til en blanding af det og frostvæske.

Luftsolsystemer bruger luft som kølemiddel. Kanaler til dens bevægelse kan laves af almindelige bølgeplader (+)

Hvis en solfanger er installeret til at opvarme en lille bygning, der ikke har nogen forbindelse med den autonome opvarmning af sommerhuset eller med centraliserede netværk, konstrueres et simpelt enkeltkredsløbssystem med en varmeenhed i begyndelsen.

Kæden omfatter ikke cirkulationspumper og varmeapparater. Ordningen er ekstremt enkel, men den kan kun fungere i solrige somre.

Når en opsamler er inkluderet i en dobbeltkredsløbsteknisk struktur, er alt meget mere kompliceret, men rækken af ​​dage, der er egnede til brug, øges betydeligt. Samleren behandler kun ét kredsløb. Den overvejende belastning placeres på hovedvarmeenheden, der kører på elektricitet eller enhver form for brændsel.

For at lave en solfanger kan du bruge et færdigt kredsløb, du kan bygge din egen pilotmodel og teste den i praksis (+)

På trods af den direkte afhængighed af solenergienheders ydeevne af antallet af solskinsdage, er de efterspurgte, og efterspørgslen efter solenergienheder er støt stigende. De er populære blandt folkehåndværkere, der søger at kanalisere alle typer naturlig energi til nyttige kanaler.

Klassificering efter temperaturkriterier

Der er et ret stort antal kriterier, som visse solsystemdesigns klassificeres efter. Men for enheder, der kan laves med egne hænder og bruges til varmtvandsforsyning og opvarmning, ville den mest rationelle mulighed være at adskille dem efter type kølevæske.

Så systemer kan være væske og luft. Den første type er oftere anvendelig.

Derudover bruges ofte en klassificering baseret på den temperatur, som opsamlerens arbejdskomponenter kan opvarmes til:

1. Lav temperatur. Muligheder, der er i stand til at varme kølevæsken op til 50ºС. De bruges til at opvarme vand i vandingstanke, i badekar og brusere om sommeren og til at forbedre behagelige forhold på kølige forår-efterårsaftener.
2. Middel temperatur. Sørg for en kølevæsketemperatur på 80ºС. De kan bruges til at opvarme rum. Disse muligheder er mest velegnede til indretning af private hjem.
3. Høj temperatur. Kølevæsketemperaturen i sådanne installationer kan nå op til 200-300ºС. De bruges i industriel skala, installeret til opvarmning af produktionsværksteder, erhvervsbygninger mv.

Højtemperatursolsystemer bruger en ret kompleks proces til at overføre termisk energi. Derudover optager de en imponerende mængde plads, som de fleste af vores elskere af livet på landet ikke har råd til.

Fremstillingsprocessen er arbejdskrævende, og implementeringen kræver specialiseret udstyr. Det er næsten umuligt at lave sådan en version af et solsystem på egen hånd.

Det er ret svært at lave højtemperatursolpaneler ved hjælp af solcelleomformere derhjemme

Håndlavet manifold

At lave en solcelle enhed med dine egne hænder er en fascinerende proces, der bringer en masse fordele. Takket være det kan du rationelt bruge fri solstråling og løse flere vigtige økonomiske problemer. Lad os se på detaljerne ved at skabe en fladpladekollektor, der leverer opvarmet vand til varmesystemet.

DIY materialer

Det enkleste og mest overkommelige materiale til selvmontering af et solfangerhus er en træklods med et bræt, krydsfiner, OSB-plader eller lignende muligheder. Som alternativ kan du bruge en stål- eller aluminiumsprofil med lignende plader. En metalkasse vil koste lidt mere.

Materialer skal opfylde kravene til konstruktioner, der anvendes udendørs. Levetiden for en solfanger varierer fra 20 til 30 år.

Det betyder, at materialer skal have et bestemt sæt ydeevneegenskaber, der gør det muligt at bruge strukturen gennem hele dens levetid.

Den billigste og enkleste mulighed for materialer til fremstilling af kroppen er brugen af ​​tømmer og spånplader

Hvis kroppen er lavet af træ, kan materialets holdbarhed sikres ved imprægnering med vandpolymeremulsioner og belægning med maling og lak.

Det grundlæggende princip, der bør følges ved design og montering af en solfanger, er tilgængeligheden af ​​materialer med hensyn til pris og tilgængelighed. Det vil sige, at de enten kan findes på det åbne marked eller fremstilles uafhængigt af tilgængelige materialer.

Nuancer af termisk isolering

For at forhindre tab af termisk energi er der installeret isoleringsmateriale i bunden af ​​kassen. Dette kan være polystyrenskum eller mineraluld. Moderne industri producerer et ret omfattende udvalg af isoleringsmaterialer.

For at isolere kassen kan du bruge folieisoleringsmuligheder. På denne måde er det muligt at give både termisk isolering og reflektion af sollys fra folieoverfladen.

Hvis der anvendes stift skum eller ekspanderet polystyrenplade som isoleringsmateriale, kan der skæres riller for at tilpasse spolen eller rørsystemet. Typisk placeres solfangerabsorberen oven på den termiske isolering og fast fastgjort til bunden af ​​huset på en måde, der afhænger af det anvendte materiale ved fremstillingen af ​​huset.

Termisk isolering tjener til at reducere termisk energitab gennem bunden af ​​huset. Det er irrationelt at fremstille en enhed i en metalkasse uden termisk isolering (+)

Solfanger køleplade

Dette er et absorberende element. Det er et system af rør, hvori kølevæsken opvarmes, og dele lavet oftest af kobberplader. De optimale materialer til fremstilling af en køleplade anses for at være kobberrør.

Hjemmehåndværkere har opfundet en billigere mulighed - en spiralvarmeveksler lavet af polypropylen rør.

En interessant budgetløsning er en solsystemabsorber lavet af et fleksibelt polymerrør. Egnede fittings bruges til at forbinde til enhederne ved ind- og udløb Valget af tilgængelige materialer, som en solfangervarmeveksler kan fremstilles af, er ret bredt. Dette kan være varmeveksleren i et gammelt køleskab, polyethylen vandrør, stålpanel radiatorer osv.

Et vigtigt kriterium for effektivitet er den termiske ledningsevne af det materiale, som varmeveksleren er lavet af.

Til selvproduktion er kobber den bedste mulighed. Den har en termisk ledningsevne på 394 W/m². For aluminium varierer denne parameter fra 202 til 236 W/m².

Kobberrør betragtes som den mest optimale mulighed for fremstilling af en køleplade med hensyn til termiske egenskaber og slidstyrke

Den store forskel i varmeledningsevneparametre mellem kobber- og polypropylenrør betyder dog ikke, at en varmeveksler med kobberrør vil producere hundredvis af gange større mængder varmt vand.

Under lige forhold vil ydeevnen af ​​en varmeveksler lavet af kobberrør være 20% mere effektiv end ydeevnen af ​​metal-plastik muligheder. Så varmevekslere lavet af polymerrør har ret til liv. Derudover vil sådanne muligheder være meget billigere.

Uanset rørets materiale skal alle forbindelser, både svejsede og gevindskårne, tætnes. Rørene kan placeres enten parallelt med hinanden eller i form af en spole.

Spole-kredsløbet reducerer antallet af forbindelser - dette reducerer sandsynligheden for lækager og sikrer en mere ensartet strøm af kølevæske.

Toppen af ​​boksen, hvori varmeveksleren er placeret, er dækket af glas.Som et alternativ kan du bruge moderne materialer, såsom en acrylanalog eller monolitisk polycarbonat. Det gennemskinnelige materiale er muligvis ikke glat, men rillet eller mat.

I den klassiske version er æsken med opsamleren lukket med hærdet glas, plexiglas, polycarbonat eller lignende materiale. Håndværkere har lært at bruge polyethylen i stedet for glas

Denne behandling reducerer materialets reflektionsevne. Derudover skal dette materiale modstå betydelige mekaniske belastninger.

I industrielle prøver af sådanne solsystemer anvendes specielt solcelleglas. Dette glas er kendetegnet ved et lavt jernindhold, hvilket sikrer lavere tab af termisk energi.

Opbevaringstank eller forkammer

Enhver beholder med et volumen fra 20 til 40 liter kan bruges som lagertank. En række lidt mindre tanke forbundet med rør i en seriekæde vil duge. Det anbefales at isolere lagertanken, pga Vand opvarmet af solen i en beholder uden isolering vil hurtigt miste termisk energi.

Faktisk skal kølevæsken i solvarmeanlægget cirkulere uden ophobning, pga Den termiske energi, der modtages fra den, skal forbruges i løbet af modtagelsen. Lagertanken tjener snarere som en fordeler af opvarmet vand og et frontkammer, der opretholder trykstabiliteten i systemet.

Lagertanken i solcelleanlæg fungerer som en vandfordeler og et reservoir, der holder trykket (+)

Stadier af montering af solcelleanlæg

Efter fremstilling af solfangeren og klargøring af alle de strukturelle elementer i systemet, kan du begynde direkte installation.

En af mulighederne for at konstruere en spole lavet af polypropylenrør med fittings og tees hjælper dig med hurtigt at samle en solfanger (+)

Arbejdet begynder med monteringen af ​​et fremadrettet kamera, der som regel er placeret på det højest mulige punkt: på loftet, fritstående tårn, overkørsel mv.

Under installationen skal det tages i betragtning, at efter at have fyldt systemet med flydende kølevæske, vil denne del af strukturen have en imponerende vægt. Derfor bør du sørge for, at loftet er pålideligt eller forstærke det.

Efter installation af beholderen skal du begynde at installere opsamleren. Dette strukturelle element i systemet er placeret på sydsiden. Hældningsvinklen i forhold til horisonten skal være fra 35 til 45 grader.

Efter installation af alle elementer er de bundet med rør, der forbinder dem til et enkelt hydraulisk system. Hydrauliksystemets tæthed er et vigtigt kriterium, som den effektive drift af solfangeren afhænger af.

I henhold til samlingsdiagrammet for et solsystem til at levere vand til en sommerbruser kan du bygge en struktur til at opvarme vand til kunstvanding eller skabe behagelige forhold på kølige aftener (+)

For at forbinde strukturelle elementer i et enkelt hydraulisk system, bruges rør med en diameter på en tomme og en halv tomme. Den mindre diameter bruges til at konstruere trykdelen af ​​systemet.

Trykdelen af ​​systemet refererer til tilførslen af ​​vand i det forreste kammer og udgangen af ​​den opvarmede kølevæske til varme- og varmtvandsforsyningssystemet. Resten monteres ved hjælp af rør med større diameter.

For at forhindre tab af termisk energi skal rørene omhyggeligt isoleres.Til dette formål kan du bruge polystyrenskum, basaltuld eller folieversioner af moderne isoleringsmaterialer. Lagertanken og det forreste kammer er også underlagt isoleringsproceduren.

Den enkleste og mest overkommelige mulighed for termisk isolering af en lagertank er at bygge en kasse af krydsfiner eller brædder omkring den. Mellemrummet mellem kassen og beholderen skal fyldes med isoleringsmateriale. Det kan være slaggeuld, en blanding af halm og ler, tør savsmuld mv.

Solcelleanlægget monteres således, at solfangerne er placeret på den mest oplyste side af huset eller pladsen (+)

Test før idriftsættelse

Efter installation af alle elementer i systemet og isolering af en del af strukturerne, kan du begynde at fylde systemet med flydende kølevæske. Den indledende fyldning af systemet skal ske gennem røret placeret i bunden af ​​manifolden.

Det vil sige, påfyldning udføres fra bund til top. Takket være sådanne handlinger kan den mulige dannelse af luftstop undgås.

Vand eller anden flydende kølevæske kommer ind i det forreste kammer. Processen med at fylde systemet slutter, når vandet begynder at strømme fra drænrøret i det forreste kammer.

Ved hjælp af en svømmerventil kan du justere det optimale væskeniveau i det forreste kammer. Efter at have fyldt systemet med kølevæske, begynder det at varme op i opsamleren.

Temperaturstigningsprocessen sker selv i overskyet vejr. Den opvarmede kølevæske begynder at stige til den øverste del af lagertanken. Processen med naturlig cirkulation sker, indtil temperaturen på kølevæsken, der kommer ind i radiatoren, er lig med temperaturen på kølevæsken, der forlader opsamleren.

Når der strømmer vand ind i det hydrauliske system, aktiveres svømmerventilen i det forreste kammer. På denne måde vil et konstant niveau blive opretholdt. I dette tilfælde vil det kolde vand, der kommer ind i systemet, være placeret i den nederste del af lagertanken. Processen med at blande koldt og varmt vand forekommer praktisk talt ikke.

I det hydrauliske system er det nødvendigt at sørge for installation af afspærringsventiler, der forhindrer omvendt cirkulation af kølevæske fra opsamleren til lagertanken. Dette sker, når den omgivende temperatur falder lavere end kølevæsketemperaturen.

Sådanne afspærringsventiler bruges normalt om natten og om aftenen.

Varmtvandsforsyning til forbrugssteder udføres ved hjælp af standardblandere. Det er bedre ikke at bruge konventionelle enkelthaner. I solrigt vejr kan vandtemperaturen nå op til 80°C - det er ubelejligt at bruge sådant vand direkte. Blandere vil således spare varmt vand betydeligt.

Ydeevnen af ​​en sådan solvandvarmer kan øges ved at tilføje yderligere solfangersektioner. Designet giver dig mulighed for at montere fra to til et ubegrænset antal styk.

Solsystemets ydeevne øges ved at installere flere solfangere

Denne solfanger til opvarmning og varmtvandsforsyning er baseret på princippet om drivhuseffekten og den såkaldte termosifoneffekt. Drivhuseffekten bruges i udformningen af ​​varmeelementet.

Solens stråler passerer uhindret gennem det gennemsigtige materiale i den øverste del af solfangeren og omdannes til termisk energi.

Termisk energi ender i et begrænset rum på grund af tætheden af ​​kollektorsektionskassen. Termosifoneffekten bruges i et hydraulisk system, når den opvarmede kølevæske stiger opad, fortrænger den kolde kølevæske og tvinger den til at bevæge sig ind i varmezonen.

Takket være termosifoneffekten sker der en stabil og kontinuerlig naturlig cirkulation af kølevæske i systemet

Solfangerens ydeevne

Det vigtigste kriterium, der påvirker solsystemernes ydeevne, er intensiteten af ​​solstråling. Mængden af ​​potentielt nyttig solstråling, der falder på et bestemt territorium, kaldes insolation.

Mængden af ​​solstråling i forskellige dele af kloden varierer ret meget. Der er specielle tabeller til at bestemme gennemsnitsindikatorerne for denne værdi. De viser den gennemsnitlige solindstråling for en bestemt region.

Data om solindfald i en bestemt region kan fås fra specielle kort og tabeller (+)

Ud over mængden af ​​isolering påvirkes systemets ydeevne af varmevekslerens areal og materiale. En anden faktor, der påvirker systemets ydeevne, er lagertankens volumen. Den optimale tankkapacitet beregnes ud fra arealet af solfangerens adsorbere.

I tilfælde af en fladpladesamler er dette det samlede areal af rørene, der er i samlekassen. Denne værdi er i gennemsnit lig med 75 liter tankvolumen pr. m² samlerørsareal. Lagertanken er en slags varmeakkumulator.

Priser for fabriksudstyr

Broderparten af ​​de finansielle omkostninger til konstruktionen af ​​et sådant system falder på fremstillingen af ​​samlere. Dette er ikke overraskende; selv i industrielle modeller af solsystemer kommer omkring 60% af omkostningerne fra dette strukturelle element. Finansielle omkostninger vil afhænge af valget af et bestemt materiale.

Det skal bemærkes, at et sådant system ikke er i stand til at opvarme rummet; det vil kun hjælpe med at spare på omkostningerne ved at hjælpe med at opvarme vandet i varmesystemet. I betragtning af de ret store energiomkostninger, der bruges på opvarmning af vand, reducerer en solfanger integreret i varmesystemet disse omkostninger markant.

Solfangeren integreres ganske let i varme- og varmtvandsforsyningssystemet (+)

Ganske enkle og overkommelige materialer bruges til dets fremstilling. Derudover er dette design fuldstændig energiuafhængigt og kræver ikke teknisk vedligeholdelse. Vedligeholdelse af systemet kommer ned til periodisk inspektion og rengøring af opsamlerglasset for snavs.

Yderligere information om organisering af solvarme i huset er præsenteret i denne artikel.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Fremstillingsproces af en grundlæggende solfanger:

Sådan samles og idriftsættes et solcelleanlæg:

En selvfremstillet solfanger vil naturligvis ikke være i stand til at konkurrere med industrielle modeller. Ved at bruge tilgængelige materialer er det ret svært at opnå den høje effektivitet, som industrielt design har. Men de økonomiske omkostninger vil være meget lavere i forhold til at købe færdige installationer.

Alligevel, hjemmelavet solvarmeanlæg vil øge komfortniveauet betydeligt og reducere omkostningerne ved energi genereret af traditionelle kilder.

Har du erfaring med at bygge en solfanger? Eller har du stadig spørgsmål til det præsenterede materiale? Del venligst information med vores læsere. Du kan efterlade kommentarer i formularen nedenfor.