Направи си сам слънчев бойлер: схема, устройство и др. + Видео

2024 Автор: Bailey Albertson | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 12:55

Слънчев бойлер: възможност за използване на гео-колектор и самостоятелно производство на устройството

Слънцето е най-големият източник на безопасна и безплатна енергия. И ако по-рано хората не са могли да го използват, сега има технологии, които помагат да се осигури къща с топлина и топла вода само за сметка на слънцето. Използването на колектори е рентабилен и достъпен начин да направите една селска къща по-удобна. Просто трябва да изберете правилния слънчев колектор (или да го направите сами) и след това да го въведете в съществуващата отоплителна система.

Съдържание

• 1 Какво е слънчев бойлер

  1.1 Обхват на използване на слънчеви централи

• 2 Видове слънчеви колектори

  • 2.1 Таблица: Сравнителни характеристики на плоски и вакуумни колектори
  • 2.2 Характеристики на слънчеви бойлери с плосък панел
  • 2.3 Характеристики на вакуумните колектори

• 3 В коя система да интегрирате слънчев бойлер

  • 3.1 Видове циркулация
  • 3.2 Избор на типа циркулационна верига

• 4 Как да направите плосък слънчев колектор със собствените си ръце

  • 4.1 Инструменти и материали за работа
  • 4.2 Видео: как да направите соларен бойлер с плоска медна тръба
  • 4.3 Инсталиране на слънчевия колектор
  • 4.4 Поддръжка на слънчев колектор
• 5 Видео: инструкции за сглобяване на слънчев колектор от алуминиеви кутии

Какво е слънчев бойлер

Колекторът (бойлер) е устройство, което събира енергия от слънчевите лъчи и я преобразува в топлина. Слънцето загрява охлаждащата течност в колектора, която след това се използва за захранване с топла вода и отопление или производство на електричество.

Съвременните слънчеви бойлери могат да бъдат сложни, но всеки собственик на частна къща може самостоятелно да направи устройство за собствените си нужди. Основното нещо е да разберете за какво е предназначено това устройство.

Три колектора напълно задоволяват нуждите на семейството от топла вода и отопление

Обхват на използване на слънчеви централи

У нас фразата слънчев бойлер все още се свързва с черен резервоар на покрива на лятна душ кабина, но тази технология се използва успешно в целия свят. Слънчевите колектори са често срещани в южните райони на Европа. Жителите на частни домове в Италия, Испания и Гърция са задължени по закон да използват слънчеви бойлери. Китай също не изостава от Запада. Там слънчевите бойлери са монтирани на покривите на високи сгради и осигуряват топла вода за всички апартаменти. През 2000 г. имаше толкова много слънчеви електроцентрали в света, че заедно, те биха заели повече от 71 милиона m ². Почти 15 милиона m ² от тях биха били европейски.

Слънчевите вакуумни колектори почти изцяло заемат покривите на китайските нови сгради

Такива устройства се използват за захранване с топла вода на битови помещения и промишлени сгради, отопление на частни къщи, административни сгради, работилници. Те са най-търсени в хранителната и текстилната промишленост, тъй като в тази област има много производствени процеси с използване на топла вода.

В частния сектор всеки човек от Германия има 0,14 m ² площ на слънчевия колектор, от Австрия - 0,45 m ², от Кипър - 0,8 m ² и от Русия - 0 0002 m ². Интензитетът на слънчевата светлина в Русия е само с 0,5 kWh / m ² по-малък, отколкото в южната част на Германия. Това означава, че ниската популярност на слънчевите колектори в северните райони не се дължи на географски причини.

Дори водата в басейна може да се нагрява с обширна колекторна система

Видове слънчеви колектори

Инженерите са разработили плоски, тръбни с вакуум, параболични отражателни концентратори, антени, слънчеви кули и други видове инсталации. Най-популярни за битови цели са плоските и вакуумни бойлери.

Таблица: Сравнителни характеристики на плоски и вакуумни колектори

Плосък колектор	Вакуумен колектор
Лесно е да се направи със собствените си ръце от скрап материали.	Произведено в индустриална среда или сглобено от фабрични части.
Изплаща се бързо.	Изплаща се три пъти по-дълго от плоския.
По-малко вероятно е да прегрее в горещо време.	Предотвратява връщането на натрупаната топлина в околната среда.
Работи ефективно през лятото или в страни с горещ климат.	Подходящ за студени региони, работи през зимата при температури до -30 o C.
Има висока ветровитост, така че силен порив на вятъра може да го отнесе от покрива.	Вятърът преминава свободно между вакуумните тръби, така че вероятността колекторът да не бъде ударен от бурята е по-голяма.
Почиства се от сняг, слана и лед.	Производителността е 2-3 пъти по-висока от тази на плоския колектор (с равни площи).

Характеристики на слънчеви бойлери с плосък панел

Устройството е панел, вътре в който има медни тръби с тъмно покритие. Те загряват вода, която след това се събира в резервоар и се използва за захранване с топла вода (захранване с топла вода). Ако направите колектора сами, тогава скъпите компоненти могат да бъдат заменени с налични материали:

• вместо медни тръби можете да вземете стомана, полиетилен или просто радиатор от стар хладилник;
• дървена рамка може да се превърне в заместител на метална, въпреки че тежи повече;
• хромираният абсорбер ще замени обичайната черна боя;
• лист стъкло или клетъчен поликарбонат ще служи добре като защитно покритие, а пяната ще служи като нагревател.

Основното е да се осигури плътността на панела, но за това е достатъчно да се запечатат всички шевове със строителен силикон. Основният недостатък на такива устройства е, че нагрятата охлаждаща течност излъчва топлина във въздуха и се охлажда малко преди да влезе в резервоара за съхранение. Използването на топлоизолация и уплътняване на шевовете са предназначени за борба с точно този ефект.

Скъпите части на индустриален колектор могат да бъдат заменени с по-евтини аналози, например стоманени тръби могат да се използват вместо медни тръби, а рамката на устройството може да бъде направена от дърво

Ако водата не се вземе от плоския колектор, в горещ слънчев ден той може да се нагрее до 190–210 ^o C, което може да доведе до скъсване на тръби с охлаждаща течност или свързващи елементи. За тези, които от време на време използват слънчев бойлер, е важно да инсталирате резервоар за съхранение, който може да премахне излишното налягане в тръбите. Друг вариант е да използвате минерално масло, а не вода като радиатор. Точката му на кипене е по-висока, което намалява риска от повреда на системата. В този случай е необходим топлообменник, в който маслото ще предава натрупаната топлина във водата без директен контакт.

Характеристики на вакуумните колектори

Този тип слънчеви бойлери се състои от отделни тръби, всяка от които е в безвъздушна среда. Този дизайн направи възможно намаляването на топлинните загуби по пътя от колектора до резервоара за съхранение и повишаване на ефективността на системата. Благодарение на това вакуумните колектори работят перфектно по време на смяната на сезоните (есен, пролет) и през зимата.

Вакуумният колектор се състои от тръби, поставени в безвъздушна среда

Медните тръби се използват и във вакуумни слънчеви бойлери, тъй като този материал осигурява добър топлообмен и хигиена едновременно. Останалите елементи са подобни: стъкло (боросиликат за по-добро предаване на топлина), под него има черен абсорбиращ слой, тръба с охлаждаща течност и субстрат. По-лесно е да се осигури херметичността на системата, тъй като има само един шев - връзката между тръбата и резервоара за съхранение.

Отделни тръби са свързани към основната тръба на вакуумния бойлер

Студената вода постепенно се загрява от алтернативен контакт с горещи медни тръби. Това е единственият начин за разсейване на топлината от вакуумна слънчева централа, затова е важно да й осигурите редовен поток от студена вода, тоест да използвате гореща вода през целия ден. Антифризът се използва като охлаждаща течност във вакуумни слънчеви колектори, за да се увеличи трайността на системата. Тя толерира нагряване до 300 ^на С и не се замразява при облачен ден температурата на устройството се намалява до -40 ^до S.

Невъзможно е да създадете пълноценен вакуумен слънчев колектор със собствените си ръце: направата на дебелостенна тръба от боросиликатно стъкло е немислимо в занаятчийски условия. Следователно по-надежден вариант би бил закупуването на фабрични колби (предлагат се коаксиални и перални разновидности) и сглобяване на слънчевия бойлер на място. Но тъй като дори такава работа изисква забележителни ключарски умения, по-добре е да закупите завършен продукт с гаранция от производителя.

В коя система да интегрирате слънчев бойлер

За да започне да изтича топла вода от крана, е важно не само да изберете колектор, но и да създадете цяла система за него от резервоар за съхранение, свързващи тръби, кранове и други елементи.

Видове циркулация

Определете дали можете да инсталирате резервоара за съхранение над нивото на колектора. Зависи кой от двата вида циркулация ще бъде в системата.

1. Естествената циркулация се създава поради разликата в плътността между студената и горещата вода. Нагрятата течност има тенденция да се покачва, което определя местоположението на резервоара за съхранение. Ако покривът е сложен, изберете добре осветено място за колектора и поставете резервоара под билото.

   

   При естествена циркулация водата се движи през системата поради разликата в плътността между студена и гореща вода.

2. Системите с принудителна циркулация работят благодарение на помпа, която изпомпва топла вода в подготвен резервоар. В този случай става възможно да се поставят елементите на системата далеч един от друг, например да се постави резервоар за съхранение на тавана или в мазето. По-добре е за екстериора и изисква по-малко усилия за изолиране на самия резервоар. Но тръбите, водещи от колектора до резервоара, трябва да бъдат снабдени с топлоизолация, в противен случай съществува риск от загуба на цялата топлина по пътя. Принудителната циркулация изисква използването на електричество, така че ако в дачата няма електричество или ако често токът изгасне, тази опция няма да работи.

   

   В системи с принудителна циркулация горещата вода се премества от помпа

Ако решите да използвате масло за пренос на топлина в колектора, осигурете помпа за принудителна циркулация. В противен случай, поради ниския коефициент на разширяване на маслото, системата просто няма да работи.

Избор на типа на циркулационната верига

Често се срещат три типа системи:

1. Отворен цикъл. Това е най-лесният начин за захранване с топла вода в дома ви. Основната му разлика е, че охлаждащата течност в колектора е непременно вода. Първо, той се загрява в тръби, след това влиза в резервоара за съхранение и след това директно в крана в кухнята или банята. Тоест водата не циркулира в кръг, а нова порция се загрява всеки път в отворена верига.

   

   В отворена система за топла вода водата не циркулира в кръг

2. Едно верига. За предпочитане е, когато трябва да се отоплява къщата с помощта на слънчева топлина или да се направи по-евтина работата на електрическото отопление. Разликата му е, че водата, загрята от слънцето, попада в отоплителните тръби. Охлаждащата течност се движи в кръг в системата. Това е затворен циркулационен цикъл. Тъй като слънчевият колектор се използва през зимата и извън сезона, изберете вакуумни модели и включете допълнителен нагревател в системата. Електрически или газов котел помага да се достигне охлаждащата течност до желаната температура в студените и облачни дни, както и през нощта.

   

   В едноконтурната циркулационна система слънчевият колектор работи паралелно с котела

3. Двойна верига. Тази опция включва пренос на топлина от колектора към системата чрез специален топлообменник. Тъй като няма пряк контакт между охлаждащата течност и водата, в колектора се използва масло или антифриз. Системата е оптимална за селски къщи, в които хората живеят през цялата година. В него колекторът се използва едновременно както за захранване с топла вода, така и за отопление. Като правило в него също е интегриран котел и / или котел за допълнително нагряване на вода и се използват няколко колектора (в зависимост от броя на жителите и климатичните характеристики на региона).

   

   В двуконтурната циркулационна система няма пряк контакт между охлаждащата течност на слънчевия бойлер и водата

Как да направите плосък слънчев колектор със собствените си ръце

Това изисква рисунка. Също така ще трябва да изчислите площта на бойлера в съответствие с нуждите на семейството. Този параметър се определя по формулата: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, където:

• A - площ на колектора, m2;
• AW е намалената площ, която може да генерира 1 kW * час на ден, m2 * ден / (kW * час);
• Η - ефективност на един колектор,%;
• G - обща слънчева радиация на ден, типична за дадена област, kW * час / (m2 * ден);
• K - коефициент, отчитащ стойността на ъгъла на наклон на колекторите и тяхната ориентация спрямо основните точки;
• F е енергията, необходима за нагряване на вода на ден, kW * час / ден;
• SF е делът на слънчевата енергия за покриване на търсенето на топлина,%.

За изграждането на колектор ще ви е необходим подробен чертеж, посочващ броя и размера на частите

Инструменти и материали за работа

За производството на плосък слънчев колектор с размери 2,28x1,9x0,1 m с металопластични тръби и дървена рамка ще ви трябва:

• ножовка или прободен трион за рязане на дърво и шперплат;
• ножици за металопластикови тръби;
• отвертка;
• четки и пулверизатор или спрей боя за почерняване на монтирани тръби.

Последователност:

1. Съберете кутия за основата на колектора от два листа шперплат с размери 1,52x1,52 м, дебелина 1 см. Един от тях се изрязва, за да се създадат страни за детайли: размер 0,76x0,38 m - 4 бр., 1,52x0 Размер.76 м - 1 бр.

   

   Шперплатовите листове се използват за създаване на колекторна кутия

2. Боядисвайте вътрешната повърхност на получената кутия с черна матова боя, а външната повърхност с бяло или покрийте със защитен лак.

3. Създайте рамка за закрепване на кутия от лента 5x5 cm, съгласно приложената схема. Общо ще са необходими 60 м дървен материал. Преди сглобяването е важно частите да се обработят с консервант за дърво, за да се предпази материалът от валежи и екстремни температури. Закрепете частите с винтове за дърво с помощта на метални ъгли 5х5 см.

   

   Поставка (рамка) за кутията е направена от бар

4. Фиксирайте кутията на подготвената стойка и извършете допълнително сглобяване на тази наклонена стойка.

5. Направете маркировка къде ще тръгнат тръбите и къде ще се поберат тръбите. Оцветете ги и в черно, за да не увеличите топлинните загуби.

   

   За сигурно фиксиране монтажните тръби са поставени в четири реда

6. Нарежете подсилените пластмасови тръби с дебелина 0,5 инча на парчета с желаната дължина. За да избегнете грешка, използвайте първия фрагмент като препратка. Трябва да получите 45 броя по 2,14 м всеки.
7. Сглобете змията от тръбите на стойката, като използвате фитинги за металопластични тръби на завои. Необходими са общо 44 ъглови лакти от типа "мама-мама" и "мама-татко" и 88 адаптера от металопластиковата тръба към фитинга. Използвайте уплътняваща резба за уплътняване на фугите. В началото и края на змията закрепете адаптерите за свързване на маркучите за водоснабдяване и отводняване.

8. Боядисайте конструкцията в черно с помощта на пистолет или кутия.

   

   Колекторната намотка е боядисана с черна боя

9. Свържете намотката към помпата и се уверете, че няма изтичане при изпомпване на вода. Ако някоя връзка не е достатъчно здрава, източете я и я сглобете отново и след това проверете отново.

10. Покрийте горната част на кутията с прозрачно стъкло или твърд поликарбонат. Ако не е възможно да се използва плътен лист, направете алуминиева рамка с размера на наличните фрагменти (за предпочитане не повече от четири) и фиксирайте панелите здраво. Внимателно обработете всяко съединение с прозрачен силикон, така че бойлерът да е стегнат.

    

    Екранът на колектора може да бъде сглобен от няколко парчета, допълнително укрепвайки фугите

Съгласно описаната схема се сглобява колектор с мощност 1,6-2 kW.

Видео: как да направите плоска медна тръба слънчев бойлер

Инсталация на слънчев колектор

Устройството е инсталирано на покрива. Тази опция е подходяща за селски къщи и високи сгради. По-добре е покривът да е скатен и ъгълът на наклона е близо до географската ширина на този регион. В този случай ще трябва да прикрепите скобите към дъските от южната му страна през покривния материал. Колекторът ще бъде поставен на 15-20 см над нивото на покрива, успоредно на рампата. Това е най-хармоничното решение, особено ако в къщата се използват няколко бойлера. Понякога колекторът е вдлъбнат в покрива, така че защитният екран да е на едно ниво с декоративното покривно покритие. Но този метод е много по-скъп и може да отслаби покривната конструкция.

Най-добре е плоската колекторна система да се монтира върху скатен покрив

На плоски покриви колекторите са монтирани на специални конструкции, които ги държат под даден ъгъл. Стойки могат да бъдат закупени готови или заварени самостоятелно от ъглите. Металната конструкция е прикрепена към основата с големи анкерни болтове.

На плосък покрив колекторите са монтирани върху специални конструкции

През летните вили слънчевите колектори са инсталирани до къщата или басейна на открито слънчево място. В този случай те избират място на вече създаден сайт или отделно оборудват надеждна база. За да направите това, ще ви е необходима правоъгълна платформа с уплътнена насипна възглавница, хидроизолация и покритие от тротоарни плочи, порцеланови каменни изделия и други трайни, твърди и устойчиви на атмосферни влияния материали. Впоследствие върху него е монтирана метална или дървена стойка за статив, върху която е закрепен слънчевият колектор.

Инсталирането на слънчев колектор върху опори, които нямат обща основа, се счита за по-малко надеждно, но помага да се спести място

Поддръжка на слънчев колектор

Както всяко друго оборудване, устройството изисква сервиз. Най-често срещаните произведения:

1. Измиване на стъкло. Защитният панел на колектора с времето се замъглява от прах и отлагания. За да не се отрази това върху ефективността на системата, струва си да я почиствате веднъж месечно (по време на работния период) с обикновен препарат за почистване на стъкла или просто сапунена вода (ако прозрачният панел не е от стъкло). Тъй като корпусът е запечатан, не са необходими подготвителни работи за изключване на системата.
2. Отводняване на плоски колектори, ако не се използва през зимата. Замръзващата вода по време на облачно зимно време може да скъса тръби и фитинги. Следователно, с настъпването на студено време е необходимо да се изключи подаването на вода и напълно да се източи течността от тръбите. Тогава до следващата лятна вила колекторът отново ще бъде готов за работа. Останалата част от слънчевия бойлер е устойчива на атмосферни влияния, така че не е необходимо да ги сваляте от покрива на селската къща.
3. Подмяна на охлаждащата течност, ако тя се влоши поради нарушаване на правилата за работа. Антифризът, използван във вакуумни слънчеви колектори, е много чувствителен към прегряване. Ако бойлерът не може да предава топлина към водата (в къщата не се използва гореща вода, отоплителната система е изключена), в течността се образуват люспи и тънки медни тръби и филтър са запушени. В резултат колекторът не може да изпълнява нормално функциите си. В този случай напълно източете антифриза от всяка колба, изплакнете тръбата и напълнете системата с нов специализиран антифриз (за колектори, а не за автомобили). Филтърът също трябва да се почисти и да се смени касетата. След стартиране на системата, случайно останалите люспи могат да се появят отново във филтъра, поради което за първия ден от работата на колектора е необходимо да се контролира и, ако е необходимо, да се почисти патронът.

4. Подмяна на счупено стъкло. Защитният панел понякога се счупва поради градушка, вандали и други причини. Не е трудно да замените стъклото в плосък колектор: просто отстранете стария и фиксирайте новия със силиконов уплътнител. Работата ще отнеме не повече от половин час, не е необходимо да изключвате системата. Във вакуумния колектор ще трябва да се смени цялата крушка. Ще трябва да го поръчате от същия производител.

   

   По-добре е да поверите подмяната на повредена колба на вакуумния колектор на професионалисти.

Ако колекторът е закупен, при първата повреда си струва да се обадите на капитана, а по време на гаранционния период - свържете се с представителя на производителя. Домашен слънчев бойлер ще трябва да се ремонтира самостоятелно, но намирането на повреда и отстраняването й в домашно приготвен продукт е много по-лесно, отколкото във фабричен. Опитът на колекторските ремонтници предполага, че първо трябва да проверите състоянието на клапаните, сензорите, резервоара и помпата, тъй като те са по-малко надеждни от самата соларна централа.

В системите за БГВ със слънчев колектор клапаните и сензорите най-често отказват.

Видео: инструкции за сглобяване на слънчев колектор от алуминиеви кутии

Собствениците на слънчеви колектори са сигурни: след като оцените възможностите на това устройство, просто ще бъде невъзможно да се направи без него. Сега можете да осигурите на къщата или вилата си евтина и безопасна топлина.