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

2024 Autor: Bailey Albertson | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 13:00

Solarni bojler: mogućnost korištenja 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 sustav grijanja.

Sadržaj

• 1 Što je solarni bojler

  1.1 Opseg upotrebe solarnih postrojenja

• 2 Vrste solarnih kolektora

  • 2.1 Tablica: Usporedne karakteristike ravnih i vakuumskih kolektora
  • 2.2 Značajke solarnih bojlera s ravnim ekranom
  • 2.3 Značajke vakuumskih kolektora

• 3 U koji sustav integrirati solarni bojler

  • 3.1 Vrste cirkulacije
  • 3.2 Odabir vrste cirkulacijskog kruga

• 4 Kako vlastitim rukama izraditi ravni solarni kolektor

  • 4.1 Alati i materijali za rad
  • 4.2 Video: kako napraviti ravnu bakrenu cijev solarnog bojlera
  • 4.3 Ugradnja solarnog kolektora
  • 4.4 Održavanje solarnog kolektora
• 5 Video: upute za sastavljanje solarnog kolektora od aluminijskih limenki

Što je solarni bojler

Kolektor (bojler) je uređaj koji sakuplja energiju od sunčevih zraka i pretvara je u toplinu. Sunce zagrijava rashladnu tekućinu 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 izraditi uređaj za svoje potrebe. Glavna stvar je shvatiti čemu služi ovaj uređaj.

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

Opseg upotrebe solarnih postrojenja

Kod nas je izraz solarni bojler još uvijek povezan s crnim spremnikom na krovu ljetne tuš kabine, ali ova se tehnologija uspješno koristi u cijelom svijetu. Solarni kolektori uobičajeni su u južnim regijama Europe. Stanovnici privatnih domova u Italiji, Španjolskoj 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, zauzimale više od 71 milijuna m ². Gotovo 15 milijuna m ² od njih bili bi Europljani.

Solarni vakuumski kolektori gotovo u potpunosti zauzimaju krovove kineskih novih zgrada

Takvi uređaji koriste se 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 tom 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 Cipra - 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 opsežnim razdjelnim sustavom

Vrste solarnih kolektora

Inženjeri su razvili ravne, cjevaste s vakuumom, paraboličnim reflektorskim koncentratorima, zračnim, solarnim tornjevima i drugim vrstama instalacija. Najpopularniji za domaće svrhe su ravni i vakuumski bojleri.

Tablica: Usporedne karakteristike ravnih i vakuumskih kolektora

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

Značajke solarnih bojlera s ravnim ekranom

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, tada se skupe komponente mogu 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;
• kromirani 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 brtviti sve šavove građevinskim silikonom. Glavni nedostatak takvih uređaja je što zagrijana rashladna tekućina zrači toplinu u zrak i malo se hladi prije ulaska u spremnik. Korištenje toplinske izolacije i brtvljenje šavova dizajnirani su za borbu upravo protiv ovog učinka.

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 puknuća cijevi s rashladnom tekućinom ili spojnim elementima. Za one koji povremeno koriste solarni bojler, važno je instalirati spremnik koji može eliminirati višak tlaka u cijevima. Druga je mogućnost koristiti mineralno ulje, a ne vodu kao hladnjak. Točka ključanja mu je veća, što smanjuje rizik od oštećenja sustava. U tom je slučaju potreban izmjenjivač topline, u kojem će ulje akumuliranu toplinu prenijeti u vodu bez izravnog kontakta.

Značajke vakuumskih kolektora

Ova vrsta solarnog bojlera sastoji se od pojedinačnih cijevi, od kojih je svaka u zračnom okruženju. Ovaj dizajn omogućio je smanjenje gubitaka topline na putu od kolektora do spremnika i povećao učinkovitost sustava. Zahvaljujući tome, vakuumski kolektori savršeno rade tijekom promjene godišnjeg doba (jesen, proljeće) i zimi.

Vakuumski razvodnik sastoji se od cijevi smještenih u bezzračnom okruženju

Bakrene cijevi također se koriste u vakuumskim solarnim bojlerima, jer ovaj materijal istodobno pruža dobar prijenos topline i higijenu. Ostali su elementi slični: staklo (borosilikat za bolji prijenos topline), ispod njega je crni upijajući 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 postupno se zagrijava iz izmjeničnog kontakta s vrućim bakrenim cijevima. To je jedini način za odvođenje topline iz vakuumske solarne elektrane, pa je važno osigurati joj redoviti protok hladne vode, odnosno koristiti vruću vodu tijekom dana. Antifriz se koristi kao rashladna tekućina u vakuumskim solarnim kolektorima kako bi se povećala trajnost sustava. Dopušta se zagrijavanje 300 ^od C, a ne kada zamrznuti mutna dnevna temperatura uređaja se smanjuje na -40 ^do S.

Nemoguće je stvoriti punopravni vakuumski solarni kolektor vlastitim rukama: izrada cijevi od debelih zidova od borosilikatnog stakla nezamisliva je u zanatskim uvjetima. Stoga bi pouzdanija opcija bila kupnja 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 jamstvom proizvođača.

U koji sustav integrirati solarni bojler

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

Vrste cirkulacije

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

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

   

   Uz prirodnu cirkulaciju, voda se kreće kroz sustav 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 sustava daleko jedni od drugih, na primjer, spremnik za skladištenje staviti u potkrovlje ili u podrum. Bolje je za vanjštinu i zahtijeva manje napora za izolaciju samog spremnika. Ali cijevi koje vode od kolektora do spremnika moraju imati toplinsku izolaciju, inače postoji opasnost 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 sustavima s prisilnom cirkulacijom, vruću vodu pomiče pumpa

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

Odabir vrste cirkulacijskog kruga

Uobičajene su tri vrste sustava:

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

   

   U otvorenom sustavu tople vode voda ne cirkulira u krug

2. Jednokružni. Poželjno je kada treba grijati kuću uz pomoć sunčeve topline ili učiniti rad električnog grijanja jeftinijim. Njegova je razlika u tome što voda zagrijana suncem ulazi u cijevi za grijanje. Rashladna tekućina kreće se u krugu u sustavu. Ovo je zatvoreni cirkulacijski ciklus. Budući da se solarni kolektor koristi zimi i izvan 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 sustavu s jednim krugom solarni kolektor radi paralelno s kotlom

3. Dvokružni. Ova opcija uključuje prijenos topline iz kolektora u sustav putem posebnog izmjenjivača topline. Budući da između rashladne tekućine i vode nema izravnog kontakta, 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 sustavu nema izravnog kontakta između rashladne tekućine solarnog bojlera i vode

Kako izraditi ravni solarni kolektor vlastitim rukama

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

• A - površina kolektora, m2;
• AW je reducirana površina koja može generirati 1 kW * sat dnevno, m2 * dan / (kW * sat);
• Η - iskoristivost jednog kolektora,%;
• G - ukupno sunčevo zračenje po danu, tipično za određeno područje, kW * sat / (m2 * dan);
• K - koeficijent uzimajući u obzir vrijednost kuta nagiba kolektora i njihove orijentacije u odnosu na kardinalne točke;
• 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:

• pila za metal ili ubodna pila za rezanje drva i šperploče;
• škare za metalno-plastične cijevi;
• odvijač;
• četke i pištolj za prskanje ili limenka za boju za pocrnjenje montiranih cijevi.

Nizanje:

1. Sastavite kutiju za podnožje kolektora od dva lista šperploče dimenzija 1,52x1,52 m, debljine 1 cm. Jedan od njih izrezan je kako bi se stvorile stranice za detalje: veličine 0,76x0,38 m - 4 komada, 1,52x0 Veličina.76 m - 1 PC.

   

   Listovi šperploče koriste se za stvaranje sabirne kutije

2. Obojite unutarnju površinu rezultirajuće kutije crnom mat bojom, a vanjsku površinu bijelom bojom 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 oborina i ekstremnih temperatura. Dijelove pričvrstite vijcima za drvo pomoću metalnih kutova 5x5 cm.

   

   Stalak (okvir) za kutiju izrađen je od šipke

4. Popravite kutiju na pripremljenom postolju i izvedite daljnju montažu na ovom nagnutom postolju.

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

   

   Za sigurnu fiksaciju, pričvrsne cijevi postavljene su u četiri reda

6. Izrežite ojačane plastične cijevi debljine 0,5 inča na komade na željenu duljinu. 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 metalno-plastične cijevi na zavojima. Potrebna su ukupno 44 kutna koljena tipa "mama-mama" i "mama-tata" i 88 adaptera od metalno-plastične cijevi do okova. Za brtvljenje zglobova upotrijebite brtveni navoj. Na početku i na kraju zmije pričvrstite adaptere za spajanje crijeva za dovod i odvod vode.

8. Obojite strukturu u crno pomoću raspršivača ili limenke.

   

   Zavojnica kolektora je obojana crnom bojom

9. Spojite zavojnicu na crpku i provjerite nema li curenja prilikom pumpanja vode. Ako bilo koja veza nije dovoljno čvrsta, ispraznite je i ponovo sastavite, a zatim ponovno provjerite.

10. Pokrijte vrh kutije prozirnim staklom ili čvrstim polikarbonatom. Ako nije moguće upotrijebiti puni lim, napravite aluminijski okvir u veličini dostupnih fragmenata (po mogućnosti ne više od četiri) i čvrsto pričvrstite ploče. Pažljivo obradite 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 solarni bojler za ravnu bakrenu cijev

Instalacija solarnog kolektora

Uređaj je instaliran na krovu. Ova je opcija prikladna za ladanjske kuće i visoke zgrade. Bolje je ako je krov nagnut i kut nagiba je blizu geografske širine ovog područja. U tom ćete slučaju trebati pričvrstiti nosače na ploče s južne strane kroz krovni materijal. Kolektor će biti postavljen 15-20 cm iznad razine krova, paralelno s 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 ravnini s ukrasnim krovnim pokrivačem. Ali ova je metoda mnogo skuplja i može oslabiti krovnu konstrukciju.

Najbolje je sustav ravnih ploča kolektora montirati na kosi krov

Na ravnim krovovima kolektori su postavljeni na posebne konstrukcije koje ih drže pod zadanim kutom. Stalci se mogu kupiti gotovi ili sami zavariti iz uglova. Metalna konstrukcija pričvršćena je 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 tom slučaju odabiru mjesto na već stvorenom mjestu ili zasebno opremaju pouzdanu bazu. Da biste to učinili, trebat će vam pravokutna platforma s rampanim jastukom za rasute dijelove, hidroizolacijom i premazom pločica za popločavanje, porculanskim kamenom i ostalim izdržljivim, tvrdim i vremenski otpornim materijalima. 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 zahtijeva servis. Najčešća djela:

1. Pranje stakla. Zaštitna ploča kolektora vremenom postaje mutna od prašine i naslaga. Da to ne bi utjecalo na učinkovitost sustava, vrijedi ga čistiti jednom mjesečno (tijekom radnog vremena) redovitim sredstvom za čišćenje stakla ili samo sapunicom (ako prozirna ploča nije od stakla). Budući da je kućište zapečaćeno, nisu potrebni pripremni radovi za isključivanje sustava.
2. Ispuštanje ravnih sakupljača ako se ne koristi zimi. Smrzavanje vode tijekom oblačnog zimskog vremena može puknuti cijevi i armaturu. Stoga je s početkom hladnog vremena potrebno isključiti dovod vode i potpuno isprazniti tekućinu iz cijevi. Tada će do sljedeće ljetne vikendice kolektor biti ponovno spreman za rad. Ostatak solarnog bojlera otporan je na vremenske uvjete, pa ih nije potrebno uklanjati s krova ladanjske kuće.
3. Zamjena rashladne tekućine ako se pogorša zbog kršenja pravila rada. 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 tekućini se stvaraju pahuljice, a tanke bakrene cijevi i filtar su začepljeni. Kao rezultat, kolektor ne može normalno obavljati svoje funkcije. U tom slučaju, potpuno ispraznite antifriz iz svake tikvice, isperite cijev i napunite sustav novim specijaliziranim antifrizom (za sakupljače, ne za automobile). Također treba očistiti filtar i zamijeniti uložak. Nakon pokretanja sustava, slučajno preostale pahuljice mogu se ponovno pojaviti u filtru, stoga je za prvi dan rada kolektora potrebno kontrolirati ga i, ako je potrebno, očistiti uložak.

4. Zamjena slomljenog stakla. Zaštitna se ploča ponekad slomi zbog tuče, vandala i drugih razloga. Nije teško zamijeniti staklo u ravnom kolektoru: samo uklonite staro i popravite novo silikonskim brtvilom. Posao će trajati najviše pola sata, ne trebate isključiti sustav. U vakuumskom razvodniku trebat će zamijeniti cijelu žarulju. Morat ćete ga naručiti od istog proizvođača.

   

   Zamjenu oštećene tikvice razdjelnika bolje je povjeriti profesionalcima.

Ako je kolektor kupljen, pri prvoj kvari vrijedi nazvati gospodara, 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 sustavima PTV sa solarnim kolektorom ventili i senzori najčešće otkazuju.

Video: upute za sastavljanje solarnog kolektora od aluminijskih 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.