Menggunakan tenaga suria percuma adalah kaedah yang baik untuk menjimatkan bahan bakar dan elektrik yang dihabiskan untuk memanaskan rumah persendirian. Penggunaan sistem suria secara besar-besaran terhalang oleh tingginya harga penerima haba dan peralatan yang berkaitan - tangki simpanan, pam edaran, unit kawalan elektronik dan kelengkapan lain. Satu-satunya cara untuk mengurangkan kos adalah dengan membuat pengumpul suria dengan tangan anda sendiri dari bahan yang murah dan memasang skema pengikat standard.
Prinsip operasi pemanas suria
Sebelum memulakan pembuatan sistem suria buatan sendiri, ada baiknya meneroka peranti pengumpul suria buatan kilang - udara dan air. Yang pertama digunakan untuk pemanasan langsung premis, yang kedua digunakan sebagai pemanas air atau penyejuk tidak beku - antibeku.
Rujukan. Pemasangan udara tidak begitu popular kerana fungsi yang terhad. Pemanas air suria lebih diminati, kerana dapat menyediakan pemanasan, air panas, dan meningkatkan suhu di kolam renang luaran.
Elemen utama sistem suria adalah pengumpul suria itu sendiri, yang ditawarkan dalam 3 versi:
- Pemanas air rata. Ia adalah kotak tertutup, bertebat dari bawah. Di dalamnya adalah pendingin (penyerap) yang terbuat dari kepingan logam di mana gegelung tembaga terpaku. Bahagian atas ditutup dengan kaca tahan lama.
- Reka bentuk manifold pemanas udara serupa dengan versi sebelumnya, hanya udara yang diedarkan oleh kipas yang beredar melalui tiub dan bukannya penyejuk.
- Peranti manifold vakum tiub pada asasnya berbeza dari model rata. Alat ini terdiri daripada termos kaca tahan lama di mana tiub tembaga diletakkan. Hujungnya dihubungkan ke 2 lebuh raya - bekalan dan pengembalian, udara dari termos dipam keluar.
Penambahan. Terdapat jenis pemanas air vakum lain, di mana termos kaca ditutup rapat dan diisi dengan bahan khas yang menguap pada suhu rendah. Semasa penyejatan, gas menyerap sejumlah besar haba yang dipindahkan ke air. Dalam proses pemindahan haba, bahan tersebut mengembun kembali dan mengalir ke bahagian bawah termos, seperti yang ditunjukkan dalam gambar.
Jenis pengumpul yang disenaraikan menggunakan prinsip pemindahan langsung haba sinaran matahari (jika tidak - insolasi) ke cecair atau udara yang mengalir. Pemanas air rata berfungsi seperti ini:
- Air atau antibeku bergerak melalui penukar haba tembaga pada kelajuan 0.3-0.8 m / s, dipam oleh pam edaran (walaupun terdapat model graviti untuk pancuran di luar rumah).
- Sinar matahari memanaskan lembaran penyerap dan paip gegelung tersambung dengan erat padanya. Suhu penyejuk yang mengalir meningkat 15-80 darjah, bergantung pada musim, waktu hari dan cuaca jalan.
- Untuk mengecualikan kehilangan haba, permukaan bawah dan sisi badan dilindungi dengan busa poliuretana atau busa polistirena yang diekstrusi.
- Kaca atas yang telus mempunyai 3 fungsi: melindungi lapisan selektif penyerap, mencegah angin meniup gegelung dan mewujudkan jurang udara tertutup yang menahan panas.
- Pembawa haba panas memasuki penukar haba tangki simpanan - tangki penyangga atau dandang pemanasan tidak langsung.
Oleh kerana suhu air di litar radas berubah-ubah dengan perubahan musim dan hari, pengumpul suria tidak dapat digunakan untuk pemanasan dan air panas secara langsung. Tenaga yang diterima dari matahari dipindahkan ke pembawa haba utama melalui gegelung tangki - bateri (dandang).
Pengecualian adalah pemasangan solar untuk kolam yang memanaskan air tangki secara langsung atau melalui penukar haba sederhana.
Kecekapan alat tiub ditingkatkan dengan vakum dan dinding reflektif dalaman di setiap termos. Sinar matahari bebas melewati lapisan tanpa udara dan memanaskan tiub tembaga dengan antibeku, tetapi panasnya tidak dapat mengatasi vakum dan pergi ke luar, sehingga kerugiannya minimum. Bahagian lain dari sinaran memasuki reflektor dan memusatkan perhatian pada saluran air. Menurut pengeluar, kecekapan pemasangan mencapai 80%.
Kami membuat pengumpul air
Pemanas air jenis vakum tidak boleh dibuat di rumah dengan alasan yang jelas. Oleh itu, kami menggunakan reka bentuk yang rata dengan penukar haba dan penyerap yang mengumpulkan cahaya matahari. Sebaik-baiknya, anda perlu mengira luas penerima dan suhu air keluar, yang bergantung kepada banyak faktor:
- wilayah tempat tinggal dan tahap insolasi;
- suhu persekitaran, terutamanya pada musim sejuk;
- kawasan permukaan pertukaran haba yang merasakan pendedahan kepada matahari;
- bahan gegelung dan lapisan;
- suhu penyejuk masuk;
- sudut panel berhubung dengan matahari;
- kadar aliran air melalui paip penukar haba.
Di Internet tidak sukar untuk mencari pengiraan prestasi pengumpul suria, tetapi kami memberi amaran kepada anda - pengiraannya sangat tidak tepat.
Contohnya. Kenyataan itu diambil sebagai dasar: pada hari yang cerah, 500-800 W tenaga suria masuk ke permukaan 1 m². Selanjutnya, dengan menggunakan formula sekolah m = Q / 1.163 x Δt, kami menentukan jisim air yang dipanaskan pada suhu 40 ° C oleh penukar haba 1 m²: 500 / 1,163 x 40 = 10.7 liter per jam. Dengan insolasi 800 W / m², 17.2 l / j dapat dipanaskan. Tetapi syaitan ada dalam perinciannya: angka awal 0,5-0,8 kW per meter persegi adalah angka yang sangat hampir.
Kami menawarkan pendekatan yang dipermudahkan untuk masalah yang dijelaskan dalam arahan langkah demi langkah:
- Tentukan tempat dan kawasan yang anda sedia berikan kepada pemungut.
- Berdasarkan harga bahan, pilih pilihan yang sesuai untuk memasang gegelung dan perumahan.
- Buat prototaip, sambungkan ke pemanasan atau bekalan air mengikut skema yang betul. Kami akan menunjukkan kaedah mengikat di bahagian berikut artikel ini.
- Uji litar pemanasan di rumah dan buat kesimpulan lebih lanjut mengenai peningkatan / penurunan kuasa, mengubah reka bentuk dan sebagainya.
Sekarang kita akan melalui setiap peringkat secara berasingan, dengan fokus pada perangkap.
Penempatan pemasangan termal
Sebenarnya, hanya ada dua pilihan untuk lokasi pengumpul buatan sendiri: di bumbung bangunan atau di kawasan terbuka kawasan rumah. Semasa memilih tempat, ikuti peraturan mudah:
- Tapak ini harus diterangi semaksimum mungkin pada siang hari, tidak dikaburkan oleh pokok dan bangunan lain.
- Apabila dipasang di bumbung, cerun yang lebih lembut dipilih, di mana sinaran suria selalu mendapat. Jelas bahawa bahagian curam bumbung mansard yang pecah tidak akan berfungsi.
- Jangan mengambil pemasangan air panas yang bertujuan untuk pemanasan atau bekalan air panas jauh dari rumah anda. Panjang paip bekalan, kehilangan haba dan kos pemasangan akan meningkat.
- Arahkan pengumpul tanah supaya cahaya matahari, yang bergerak secara visual dari timur ke barat, terus menerus menerangi sink haba. Sudut pemasangan panel adalah 60 ± 15 °.
Nota. Kecekapan elemen pemanasan dapat ditingkatkan dengan bantuan penumpu suria parabola yang mengumpulkan sinar dalam satu rasuk, yang dihantar ke penyerap. Kaedah pembinaan dan pemasangan cermin cekung ditunjukkan dalam video.
Tumbuhan solar, yang dirancang untuk memanaskan air di pancuran musim panas, terletak di bumbung bangunan ini dan dihubungkan oleh graviti. Peranti untuk memanaskan kolam terletak di sebelah mangkuk tangki.
Pemilihan bahan
Kami membuat pilihan aksesori untuk pembuatan pemanas air solar berdasarkan ulasan dan topik yang dibincangkan di forum Forumhouse yang popular. Jadi, kotak penerima berbentuk segi empat biasanya terbuat dari balok kayu atau bingkai tingkap lama yang sudah siap. Dinding belakang perumahan dilindungi dengan bulu basalt, busa polistirena atau busa polistirena yang tersemperit.
Petua. Bahagian bawah kotak boleh dibuat dari penebat polimer foil. Lapisan logam akan berfungsi sebagai penyerap - anda tidak perlu meletakkan lembaran tambahan.
Pengrajin rumah membuat penukar haba dari pelbagai paip:
- polietilena hitam (HDPE);
- keluli tahan karat beralun;
- tembaga dan aluminium;
- polipropilena dan plastik logam;
- polietilena berpaut silang;
- radiator keluli panel.
Dari sudut kecekapan dan ketahanan, lebih baik menggunakan tiub yang diperbuat daripada aluminium, tembaga dan keluli tahan karat dengan kekonduksian terma yang terbaik. Kekurangan bahan adalah harga yang tinggi.
Paip plastik jauh lebih murah daripada paip logam dan lebih senang dipasang. Tetapi semasa menggunakan polimer, sejumlah nuansa mesti diambil kira:
- sebarang plastik secara beransur-ansur merosot di bawah pengaruh sinaran ultraviolet;
- dinding paip PPR terlalu tebal, menyebabkan haba tidak baik;
- plastik berkualiti tinggi terlalu mahal untuk tujuan kita, dan murah sering melentur di selekoh dan cepat runtuh di bawah sinar matahari;
- polietilena berangkai silang "mengingati" selekoh awal di teluk, senang membuat gegelung anulus dari itu, dan meluruskan tidak mudah;
- Paip HDPE yang anda perlukan untuk membeli rangkaian makanan (dengan jalur biru), ia lebih baik dilindungi dari sinaran ultraviolet.
Rujukan. Versi termudah dari penukar panas kolam adalah selang taman hitam yang diletakkan dengan "siput". Kekurangan bahan adalah retak getah dari pendedahan yang lama kepada cahaya matahari.
Paip berdinding nipis HDPE adalah pilihan yang sangat baik dari segi nisbah harga / kualiti. Permukaan hitam menyerap haba suria dengan baik, kelengkapan penyambungannya murah. Saluran paip dipasang pada penyerap dengan penjepit plastik atau jalur timah pada skru.
Sebagai lembaran penyerap, warna hitam atau keluli tahan karat yang dicat hitam boleh digunakan. Pilihan yang sesuai ialah aluminium lembaran atau tembaga.
Bahagian atas kotak ditutup dengan bahan lutsinar berikut untuk dipilih:
- kaca biasa atau bertetulang;
- balut plastik lut sinar;
- polikarbonat selular nipis.
Petua. Jangan gunakan tingkap berlapis dua yang sudah siap dari tingkap plastik sebagai elemen lut. Pada musim sejuk, dengan perbezaan suhu yang besar antara udara jalan dan ruang pemungut tertutup, paket dua lapisan tidak tahan dan retak.
Cadangan perhimpunan
Proses pembuatan pemungut solar sangat jelas sehingga tidak masuk akal untuk melukis arahan langkah demi langkah. Tugasnya adalah membuat ruang kedap udara dengan memasang penukar haba pada penyerap logam di dalamnya. Kami hanya akan memberikan beberapa nasihat untuk melindungi anda dari kesilapan:
- Tiub penukar haba boleh diletakkan secara membujur atau dengan lingkaran (siput). Jadikan jarak antara garis bersebelahan (putaran) kecil - dari 1 hingga 4 cm.
- Kes sesak udara dicapai dengan melincirkan sendi dengan sealant silikon atau dengan meletakkan penutup getah.
- Tiub dipasang ke alas dengan cara yang mudah - dengan pengapit plastik, jalur logam atau hanya dipasang di sisi dengan skru mengetuk sendiri.
- Seluruh rongga dalaman dicat dengan enamel hitam tahan panas (dijual dalam tin aerosol).
- Ketebalan lapisan penebat di bahagian belakang pemanas air sekurang-kurangnya 50 mm.
- Paling mudah untuk menarik filem telus di atas - ini adalah pilihan terbaik untuk prototaip. Selepas itu, tidak sukar untuk mengganti kaca.
Cadangan lain. Bahagian kayu harus dirawat dengan antiseptik.Tutup bingkai yang dikimpal dari profil keluli dengan primer dan 2 lapisan cat ringan.
Setelah memasang panel pendingin, isi gegelung dengan air dan periksa kebocoran. Kemudian uji pengumpul suria - sambungkan output ke tangki, pasang panel di bawah sinar matahari dan ukur suhu air secara berkala, dengan mengambil kira masa pemanasan. Berdasarkan petunjuk sebenar, mudah untuk menentukan prestasi pemanas air.
Gambarajah pendawaian
Pengumpul yang dirancang untuk memanaskan air di pancuran disambungkan ke tangki simpanan dengan aliran graviti. Keadaan penting: pemasangan suria harus terletak di bawah tangki utama supaya air panas dengan ketumpatan rendah naik melalui paip dan menggantikan yang sejuk. Reka bentuk sistem sedemikian ditunjukkan dalam lukisan.
Apabila disambungkan ke dandang atau penumpuk haba, pengumpul suria bertindak sebagai sumber haba penuh. Pengilang sistem solar mencadangkan penggunaan skema tekanan dua paip, yang merangkumi elemen pengikat yang diperlukan:
- pam edaran mengembangkan tekanan 0.4 bar;
- jenis membran tangki pengembangan;
- pengudaraan udara automatik;
- injap keselamatan, yang dirancang untuk beroperasi pada tekanan 2 bar;
- tekanan tolok;
- termometer;
- injap tutup, injap solekan;
- pengawal dengan dua sensor suhu;
- penebat haba untuk saluran paip bekalan.
Perkara penting. Sekiranya bateri beberapa pengumpul disambungkan ke tangki penyangga, kapasiti pam dan isi tangki pengembangan mesti ditingkatkan. Kapasiti minimum tangki membran adalah 10% daripada jumlah penyejuk dalam litar.
Skim ini berfungsi seperti ini:
- Heat sink melekat pada gegelung bawah tangki penyangga, di mana airnya lebih sejuk.
- Pengawal dengan menggunakan sensor membandingkan suhu air (antibeku) dalam paip bekalan dan penumpuk haba.
- Unit elektronik menghentikan pam apabila suhu air di dalam tangki sama dengan atau lebih tinggi daripada suhu aliran.
- Udara yang memasuki litar dikeluarkan melalui injap automatik yang dipasang di bahagian atas sistem.
- Sekiranya berlaku terlalu panas pendingin kerana pam berhenti (tidak mungkin mematikan cahaya matahari), injap keselamatan akan beroperasi dan melegakan tekanan yang berlebihan.
Unsur litar yang paling mahal adalah unit kawalan elektronik. Bagaimana saya boleh melakukan tanpa alat kawalan:
- beli di Aliexpress termostat yang lebih murah, dipicu oleh perbezaan suhu;
- tetapkan pemasa siang-malam dan termostat mekanikal untuk mematikan pam apabila tangki penyangga pada suhu maksimum.
Bagaimana unit kawalan Cina murah berfungsi (harga - $ 15), lihat tinjauan video:
Pemanasan solar
Pemasangan pemanasan udara dilakukan dengan cara yang serupa, hanya penukar panas yang diperbuat daripada paip dengan diameter lebih besar, dan peniup disediakan oleh kipas. Penerima sinaran dibuat oleh tukang dari bahan berikut:
- pengaliran aluminium untuk pengudaraan;
- botol plastik dimasukkan satu ke dalam yang lain;
- tin bir yang diukir.
Di dalam kotak, 2 lubang dibuat untuk paip udara, mesh halus diletakkan di dalam, menghilangkan masuknya serangga. Kipas - penyejuk dari komputer - dipasang pada salah satu bukaan, bahagian pertukaran haba dicat hitam. Paip bekalan dilindungi dan diletakkan di dalam bilik yang dipanaskan. Algoritma pemasangan manifold udara ditunjukkan dalam video:
Kesimpulannya
Daya tarikan pengumpul solar adalah disebabkan oleh kenaikan harga tenaga. Walaupun prestasi pemanas air menurun pada musim sejuk, haba solar memberikan penjimatan yang besar dalam penggunaan bahan bakar oleh sumber utama - dandang. Sekiranya anda ingin memanaskan rumah negara anda sebanyak mungkin dengan tenaga suria percuma, kami menasihatkan anda untuk memperhatikan pemasangan dengan penumpu cermin.Peranti yang sangat cekap ini banyak digunakan di Eropah dan Amerika.