Uradi Sam Solarni Bojler: Dijagram, Uređaj Itd. + Video

2024 Autor: Bailey Albertson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 12:55

Solarni bojler: mogućnost upotrebe geo-kolektora i samostalna izrada uređaja

Sunce je najveći izvor sigurne i besplatne energije. I ako ga ranije ljudi nisu mogli koristiti, sada postoje tehnologije koje pomažu kući osigurati toplinu i toplu vodu samo na štetu sunca. Korištenje kolektora isplativ je i pristupačan način da seoska kuća učini ugodnijom. Samo trebate odabrati pravi solarni kolektor (ili ga sami izraditi), a zatim ga uvesti u postojeći sistem grijanja.

Sadržaj

• 1 Šta je solarni bojler

  1.1 Opseg upotrebe solarnih postrojenja

• 2 vrste solarnih kolektora

  • 2.1 Tabela: Uporedne karakteristike ravnih i vakuumskih kolektora
  • 2.2 Karakteristike pločastog solarnog bojlera
  • 2.3 Karakteristike vakuumskih kolektora

• 3 U koji sistem integrirati solarni bojler

  • 3.1 Vrste cirkulacije
  • 3.2 Odabir tipa cirkulacijskog kruga

• 4 Kako vlastitim rukama napraviti ravni solarni kolektor

  • 4.1 Alati i materijali za rad
  • 4.2 Video: kako napraviti plosnati solarni bojler za bakrene cijevi
  • 4.3 Instaliranje solarnog kolektora
  • 4.4 Održavanje solarnog kolektora
• 5 Video: upute za sastavljanje solarnog kolektora od aluminijumskih limenki

Šta je solarni bojler

Kolektor (bojler) je uređaj koji sakuplja energiju od sunčevih zraka i pretvara je u toplotu. Sunce zagrijava rashladnu tečnost u kolektoru, koja se zatim koristi za opskrbu toplom vodom i grijanje ili proizvodnju električne energije.

Moderni solarni bojleri mogu biti složeni, ali svaki vlasnik privatne kuće može samostalno napraviti uređaj za svoje potrebe. Glavna stvar je shvatiti čemu služi ovaj uređaj.

Tri kolektora u potpunosti zadovoljavaju porodične potrebe za toplom vodom i grijanjem

Opseg upotrebe solarnih postrojenja

Kod nas je fraza solarni bojler još uvijek povezana s crnim rezervoarom na krovu ljetne tuš kabine, ali ova se tehnologija uspješno koristi u cijelom svijetu. Solarni kolektori su česti u južnim regijama Evrope. Stanovnici privatnih domova u Italiji, Španiji i Grčkoj zakonski su dužni koristiti solarne bojlere. Ni Kina ne zaostaje za Zapadom. Tamo su solarni bojleri instalirani na krovovima visokih zgrada i pružaju toplu vodu svim stanovima. 2000. godine na svijetu je bilo toliko solarnih elektrana da bi, zajedno, zauzele više od 71 milion m ². Gotovo 15 miliona m ² od njih bili bi Evropljani.

Solarni vakuumski kolektori gotovo u potpunosti zauzimaju krovove kineskih novih zgrada

Takvi uređaji se koriste za opskrbu toplom vodom u kućnim prostorijama i industrijskim zgradama, grijanje privatnih kuća, upravnih zgrada, radionica. Najtraženiji su u prehrambenoj i tekstilnoj industriji, jer upravo na ovom području postoje mnogi proizvodni procesi korištenjem tople vode.

U privatnom sektoru svaka osoba iz Njemačke ima 0,14 m ² površine solarnog kolektora, iz Austrije - 0,45 m ², s Kipra - 0,8 m ² i iz Rusije - 0 0002 m ². Intenzitet sunčeve svjetlosti u Rusiji je samo 0,5 kWh / m ² manji nego na jugu Njemačke. To znači da niska popularnost solarnih kolektora u sjevernim regijama nije zbog geografskih razloga.

Čak se i voda u bazenu može zagrijati pomoću opsežnog razvodnog sistema

Vrste solarnih kolektora

Inženjeri su razvili ravne, cjevaste sa vakuumom, paraboličnim reflektorskim koncentratorima, zračnim, solarnim tornjevima i drugim vrstama instalacija. Za domaće potrebe najpopularniji su ravni i vakuumski bojleri.

Tabela: Uporedne karakteristike ravnih i vakuumskih kolektora

Ravni kolektor	Vakuumski razvodnik
Lako je to učiniti vlastitim rukama od otpadnih materijala.	Proizvedeno u industrijskom okruženju ili sastavljeno od fabričkih dijelova.
Brzo se isplati.	Isplati se tri puta duže od stana.
Manje je vjerovatno da će se pregrijati po vrućem vremenu.	Sprječava povrat akumulirane topline u okoliš.
Djelotvorno djeluje ljeti ili u zemljama s vrućom klimom.	Pogodno za hladne krajeve, radi zimi na temperaturama do -30 o C.
Ima visok vjetar, pa ga jak vjetar može odnijeti s krova.	Vjetar slobodno prolazi između vakuumskih cijevi, pa je vjerovatnoća da oluju neće pogoditi kolektor.
Čisti se od snijega, mraza i leda.	Produktivnost je 2-3 puta veća od produkcije ravnog kolektora (s jednakim površinama).

Karakteristike pločastog solarnog bojlera

Uređaj je ploča unutar koje se nalaze bakrene cijevi s tamnim premazom. Zagrijavaju vodu koja se zatim sakuplja u spremnik i koristi za opskrbu toplom vodom (opskrba toplom vodom). Ako sami napravite kolektor, skupe komponente mogu se zamijeniti dostupnim materijalima:

• umjesto bakrenih cijevi iz starog hladnjaka možete uzeti čelik, polietilen ili samo radijator;
• drveni okvir može postati zamjena za metalni, iako je težak;
• hromirani apsorber zamijenit će uobičajenu crnu boju;
• list stakla ili staničnog polikarbonata dobro će poslužiti kao zaštitni pokrov, a pjena će poslužiti kao grijač.

Glavna stvar je osigurati nepropusnost ploče, ali za to je dovoljno zabrtviti sve šavove građevinskim silikonom. Glavni nedostatak takvih uređaja je što zagrijana rashladna tekućina zrači toplinu u zrak i malo se hladi prije nego što uđe u spremnik. Upotreba toplotne izolacije i brtvljenje šavova dizajnirani su za borbu upravo protiv ovog efekta.

Skupi dijelovi industrijskog kolektora mogu se zamijeniti jeftinijim kolegama, na primjer, umjesto bakrenih cijevi mogu se koristiti čelične cijevi, a okvir uređaja može biti izrađen od drveta

Ako se voda ne uzima iz ravnog kolektora, po vrućem sunčanom danu može se zagrijati do 190–210 ^o C, što može dovesti do pucanja cijevi s rashladnom tekućinom ili spojnim elementima. Za one koji povremeno koriste solarni bojler, važno je instalirati spremnik koji može eliminirati višak pritiska u cijevima. Druga mogućnost je korištenje mineralnog ulja, a ne vode kao hladnjaka. Tačka ključanja je veća, što smanjuje rizik od oštećenja sistema. U ovom slučaju potreban je izmjenjivač topline u kojem će ulje akumuliranu toplinu prenijeti u vodu bez izravnog kontakta.

Karakteristike vakuumskih kolektora

Ova vrsta solarnog bojlera sastoji se od pojedinačnih cijevi, od kojih je svaka u bezzračnom okruženju. Ovakav dizajn omogućio je smanjenje gubitaka toplote na putu od kolektora do rezervoara i povećanje efikasnosti sistema. Zahvaljujući tome, vakuumski kolektori savršeno rade tokom promjene godišnjeg doba (jesen, proljeće) i zimi.

Vakuumski razvodnik sastoji se od cijevi smještenih u bezzračnom okruženju

Bakrene cijevi se također koriste u vakuumskim solarnim bojlerima, jer ovaj materijal istovremeno pruža dobar prijenos toplote i higijenu. Ostali elementi su slični: staklo (borosilikat za bolji prolaz toplote), ispod njega je upijajući crni sloj, cijev s rashladnom tekućinom i podloga. Lakše je osigurati nepropusnost sustava, jer postoji samo jedan šav - veza između cijevi i spremnika.

Odvojene cijevi spojene su na glavnu cijev vakuumskog bojlera

Hladna voda se postepeno zagrijava od naizmjeničnog kontakta s vrućim bakarnim cijevima. To je jedini način za odvođenje toplote iz vakuumske solarne elektrane, pa je važno osigurati joj redovan protok hladne vode, odnosno koristiti vruću vodu tokom dana. Antifriz se koristi kao rashladno sredstvo u vakuumskim solarnim kolektorima kako bi se povećala trajnost sistema. Toleriše grijanje do 300 ^od C i ne zamrzava kada oblačnog dana je temperatura uređaja je smanjena na -40 ^do S.

Nemoguće je stvoriti punopravni vakuumski solarni kolektor vlastitim rukama: izrada cijevi od debelih stijenki od borosilikatnog stakla nezamisliva je u zanatskim uvjetima. Stoga bi pouzdanija opcija bila kupovina tvorničkih tikvica (nude se koaksijalne i pernate sorte) i montaža solarnog bojlera na mjestu. No budući da čak i takav rad zahtijeva izvanredne bravarske vještine, bolje je kupiti gotov proizvod s garancijom proizvođača.

U koji sistem integrirati solarni bojler

Da bi topla voda počela teći iz slavine, važno je ne samo odabrati kolektor, već i stvoriti za njega čitav sustav iz akumulacijskog spremnika, spojnih cijevi, slavina i drugih elemenata.

Vrste cirkulacije

Utvrdite možete li spremnik za skladištenje instalirati iznad razine razvodnika. Ovisi koja će od dvije vrste cirkulacije biti u sistemu.

1. Prirodna cirkulacija stvara se zbog razlike u gustini između hladne i tople vode. Zagrijana tečnost ima tendenciju porasta, što određuje mjesto spremnika. Ako je krov složen, odaberite dobro osvijetljeno mjesto za razdjelnik i spremnik postavite ispod grebena.

   

   Uz prirodnu cirkulaciju, voda se kreće kroz sistem zbog razlike u gustoći između hladne i tople vode.

2. Sustavi s prisilnom cirkulacijom rade zahvaljujući pumpi koja pumpa toplu vodu u pripremljeni spremnik. U tom slučaju postaje moguće smjestiti elemente sistema daleko jedan od drugog, na primjer, spremnik za skladištenje staviti u potkrovlje ili u podrum. Bolje je za vanjsku stranu i zahtijeva manje napora za izolaciju samog spremnika. Ali cijevi koje vode od kolektora do spremnika moraju imati toplinsku izolaciju, jer u suprotnom postoji rizik da se usput izgubi sva toplina. Prisilna cirkulacija zahtijeva upotrebu električne energije, pa ako na dachi nema električne energije ili ako se struja često gasi, ova opcija neće raditi.

   

   U sistemima s prisilnom cirkulacijom, vruća voda se pomiče pomoću pumpe

Ako odlučite koristiti ulje za prijenos topline u razdjelniku, osigurajte pumpu za prisilnu cirkulaciju. Inače, zbog malog koeficijenta širenja ulja, sistem jednostavno neće raditi.

Odabir tipa cirkulacijskog kruga

Uobičajene su tri vrste sistema:

1. Otvorena petlja. Ovo je najlakši način opskrbe vašeg doma toplom vodom. Njegova glavna razlika je u tome što je rashladna tekućina u kolektoru nužno voda. Prvo se zagrijava u cijevima, zatim ulazi u spremnik, a zatim direktno u slavinu u kuhinji ili kupaonici. Odnosno, voda ne kruži u krug, već se novi dio zagrije svaki put u otvorenom krugu.

   

   U otvorenom sistemu tople vode voda ne cirkulira u krug

2. Jednokružni. Poželjno je kada kuću treba grijati pomoću sunčeve topline ili učiniti rad električnog grijanja jeftinijim. Njegova razlika je u tome što voda zagrijana suncem ulazi u cijevi za grijanje. Rashladno sredstvo se kreće u krugu u sistemu. Ovo je zatvoreni cirkulacijski ciklus. Budući da se solarni kolektor koristi zimi i van sezone, odaberite vakuumske modele i u sustav uključite dodatni grijač. Električni ili plinski kotao pomaže da rashladna tekućina dođe do željene temperature u hladnim i oblačnim danima, kao i noću.

   

   U cirkulacijskom sistemu s jednim krugom solarni kolektor radi paralelno s kotlom

3. Dvokružni. Ova opcija uključuje prijenos topline iz kolektora u sistem putem posebnog izmjenjivača topline. Budući da nema direktnog kontakta između rashladne tečnosti i vode, u kolektoru se koristi ulje ili antifriz. Sustav je optimalan za ladanjske kuće u kojima ljudi žive tijekom cijele godine. U njemu se kolektor istovremeno koristi i za opskrbu toplom vodom i za grijanje. U pravilu je u njega ugrađen i kotao i / ili kotao za dodatno zagrijavanje vode, a koristi se nekoliko kolektora (ovisno o broju stanovnika i klimatskim karakteristikama regije).

   

   U dvokružnom cirkulacijskom sistemu nema direktnog kontakta između rashladne tečnosti solarnog bojlera i vode

Kako napraviti ravni solarni kolektor vlastitim rukama

Za ovo je potreban crtež. Također ćete trebati izračunati površinu bojlera u skladu s potrebama porodice. Ovaj parametar određuje se formulom: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, gdje:

• A - površina kolektora, m2;
• AW je smanjena površina koja može generirati 1 kW * sat dnevno, m2 * dan / (kW * sat);
• Η - efikasnost jednog kolektora,%;
• G - ukupno sunčevo zračenje dnevno, tipično za dato područje, kW * sat / (m2 * dan);
• K - koeficijent uzimajući u obzir vrijednost ugla nagiba kolektora i njihovu orijentaciju u odnosu na kardinalne tačke;
• F je energija potrebna za zagrijavanje vode dnevno, kW * sat / dan;
• SF je udio sunčeve energije u pokrivanju potrebe za toplinom,%.

Za izradu kolektora trebat će vam detaljan crtež s brojem i veličinom dijelova

Alati i materijali za rad

Za proizvodnju ravnog solarnog kolektora dimenzija 2,28x1,9x0,1 m s metalno-plastičnim cijevima i drvenim okvirom trebat će vam:

• testera ili ubodna pila za rezanje drveta i šperploče;
• škare za metalno-plastične cijevi;
• šrafciger;
• četke i pištolj za prskanje ili sprej za boju za pocrnjenje montiranih cijevi.

Sekvenciranje:

1. Sastavite kutiju za podnožje kolektora od dva lista šperploče dimenzija 1,52x1,52 m, debljine 1 cm. Jedan od njih izrezan je za stvaranje detalja: dimenzije 0,76x0,38 m - 4 komada, 1,52x0 Veličina.76 m - 1 kom.

   

   Listovi šperploče koriste se za stvaranje sakupljačke kutije

2. Obojite unutarnju površinu rezultirajuće kutije crnom mat bojom, a vanjsku bijelom ili prekrijte zaštitnim lakom.

3. Stvorite okvir za pričvršćivanje kutije od šipke 5x5 cm, prema priloženom dijagramu. Ukupno će biti potrebno 60 m drva. Prije montaže važno je dijelove obraditi sredstvom za zaštitu drveta kako bi se materijal zaštitio od padavina i ekstremnih temperatura. Pričvrstite dijelove vijcima za drvo pomoću metalnih kutova 5x5 cm.

   

   Stalak (okvir) za kutiju izrađen je od šipke

4. Popravite kutiju na pripremljenom postolju i izvedite daljnji sklop na ovom nagnutom postolju.

5. Napravite oznake gdje će cijevi ići i gdje će stati. I njih obojite u crno, kako ne biste povećali gubitak toplote.

   

   Za sigurnu fiksaciju, montažne cijevi su postavljene u četiri reda

6. Izrežite ojačane plastične cijevi debljine 0,5 '' na komade na željenu dužinu. Da ne biste pogriješili, upotrijebite prvi isječak kao referencu. Trebali biste dobiti 45 komada po 2,14 m.
7. Sastavite zmiju s cijevi na postolju, koristeći armature za metal-plastične cijevi na zavojima. Potrebna su ukupno 44 uglata koljena tipa "mama-mama" i "mama-tata" i 88 adaptera od metalno-plastične cijevi do okova. Za brtvljenje spojeva koristite brtveni navoj. Na početku i na kraju zmije pričvrstite adaptere za spajanje crijeva za dovod i odvod vode.

8. Obojite strukturu u crno pomoću pištolja za prskanje ili limenke.

   

   Zavojnica kolektora je obojena crnom bojom

9. Spojite zavojnicu na pumpu i osigurajte da ne curi prilikom pumpanja vode. Ako bilo koja veza nije dovoljno čvrsta, ispraznite je i ponovo sastavite, a zatim ponovo provjerite.

10. Pokrijte vrh kutije prozirnim staklom ili čvrstim polikarbonatom. Ako nije moguće koristiti puni lim, napravite aluminijumski okvir u veličini dostupnih fragmenata (po mogućnosti ne više od četiri) i dobro pričvrstite ploče. Pažljivo tretirajte svaki zglob prozirnim silikonom tako da bojler bude čvrst.

    

    Štitnik kolektora može se sastaviti od nekoliko dijelova, dodatno ojačavajući zglobove

Prema opisanoj shemi, sastavlja se kolektor snage 1,6-2 kW.

Video: kako napraviti ravnu bakrenu cijev solarnog bojlera

Instalacija solarnog kolektora

Uređaj je instaliran na krovu. Ova je opcija pogodna za ladanjske kuće i visoke zgrade. Bolje je ako je krov nagnut i kut nagiba je blizu geografske širine ovog područja. U tom slučaju, morat ćete pričvrstiti zagrade na ploče s južne strane kroz krovni materijal. Kolektor će biti postavljen 15-20 cm iznad nivoa krova, paralelno sa rampom. Ovo je najskladnije rješenje, pogotovo ako se u kući koristi nekoliko bojlera. Ponekad je kolektor udubljen u krov tako da zaštitni zaslon bude u ravni s ukrasnim krovnim pokrivačem. Ali ova metoda je mnogo skuplja i može oslabiti krovnu konstrukciju.

Najbolje je montirati sistem ravnog kolektora na kosi krov

Na ravnim krovovima kolektori su postavljeni na posebne konstrukcije koje ih drže pod određenim kutom. Postolja se mogu kupiti gotova ili zavariti samostalno iz uglova. Metalna konstrukcija je pričvršćena na podnožje velikim sidrenim vijcima.

Na ravnom krovu kolektori su postavljeni na posebne konstrukcije

U ljetnim kućicama solarni kolektori postavljaju se pored kuće ili bazena na otvorenom sunčanom prostoru. U ovom slučaju odabiru mjesto na već stvorenom mjestu ili odvojeno opremaju pouzdanu bazu. Da biste to učinili, trebat će vam pravokutna platforma s nabijenim rastućim jastukom, hidroizolacijom i premazom od popločanih ploča, porculanskog kamena i drugog izdržljivog, tvrdog i vremenski otpornog materijala. Na njega se naknadno montira metalni ili drveni stalak za stalak na koji je pričvršćen solarni kolektor.

Instaliranje solarnog kolektora na nosače koji nemaju zajedničku bazu smatra se manje pouzdanim, ali pomaže uštedjeti prostor

Održavanje solarnih kolektora

Kao i svaka druga oprema, i uređaj zahteva servis. Najčešća djela:

1. Pranje stakla. Zaštitna ploča kolektora vremenom postaje mutna od prašine i naslaga. Da ovo ne bi utjecalo na efikasnost sistema, vrijedi ga čistiti jednom mjesečno (tokom radnog vremena) redovnim sredstvom za čišćenje stakla ili samo sapunicom (ako prozirna ploča nije od stakla). Budući da je kućište zapečaćeno, nisu potrebni pripremni radovi za isključivanje sistema.
2. Odvod ravnih kolektora ako se ne koristi zimi. Smrzavanje vode tokom oblačnog zimskog vremena može puknuti cijevi i armature. Zbog toga je s početkom hladnog vremena potrebno isključiti dovod vode i u potpunosti isprazniti tekućinu iz cijevi. Tada će kolektor biti sljedeći ljetnikovac ponovo spreman za rad. Ostatak solarnog bojlera otporan je na vremenske uvjete, pa ih nije potrebno uklanjati s krova ladanjske kuće.
3. Zamjena rashladne tečnosti ako se pogorša zbog kršenja radnih pravila. Antifriz koji se koristi u vakuumskim solarnim kolektorima vrlo je osjetljiv na pregrijavanje. Ako bojler nije mogao prenijeti toplinu u vodu (u kući nije korištena topla voda, sustav grijanja je isključen), u tečnosti se stvaraju pahuljice, a tanke bakrene cijevi i filter su začepljeni. Kao rezultat, kolektor ne može normalno obavljati svoje funkcije. U tom slučaju, potpuno ispraznite antifriz iz svake tikvice, isperite cijev i napunite sistem novim specijaliziranim antifrizom (za kolektore, ne za automobile). Filter takođe treba očistiti i zamijeniti uložak. Nakon pokretanja sistema, slučajno preostale pahuljice mogu se ponovo pojaviti u filtru, stoga je za prvi dan rada kolektora potrebno kontrolirati ga i, ako je potrebno, očistiti uložak.

4. Zamjena slomljenog stakla. Zaštitna ploča se ponekad slomi zbog tuče, vandala i drugih razloga. Nije teško zamijeniti staklo u ravnom kolektoru: samo uklonite stari i popravite novi silikonskim brtvilom. Posao će trajati najviše pola sata, ne morate isključiti sistem. U vakuumskom razvodniku, cijela žarulja će trebati zamijeniti. Morat ćete ga naručiti od istog proizvođača.

   

   Zamjenu oštećene tikvice razdjelnika bolje je povjeriti profesionalcima.

Ako je kolektor kupljen, pri prvoj kvari vrijedi nazvati majstora, a tijekom jamstvenog razdoblja kontaktirajte predstavnika proizvođača. Domaći solarni bojler morat će se popraviti sam, ali pronaći kvar i popraviti ga u domaćem proizvodu mnogo je lakše nego u tvorničkom. Iskustvo servisera kolektora sugerira da prvo trebate provjeriti stanje ventila, senzora, spremnika i pumpe, jer su manje pouzdani od same solarne elektrane.

U sistemima PTV sa solarnim kolektorom ventili i senzori najčešće otkazuju.

Video: upute za sastavljanje solarnog kolektora od aluminijumskih limenki

Vlasnici solarnih kolektora sigurni su: nakon što procijenite mogućnosti ovog uređaja, jednostavno neće biti moguće bez njega. Sada svojoj kući ili ljetnikovcu možete osigurati jeftinu i sigurnu toplinu.