МенюРубрики

Сонячний водонагрівач своїми руками

Сонячний водонагрівач своїми руками

Використовувати сонячне тепло з економічною вигодою, хоча б влітку, може дозволити собі кожен. Для цього потрібне альтернативне джерело нагріву води. Хай сонце гріє воду безкоштовно, і як можна ефективніше. Навіть якщо гарячої води буде з надлишком, то куди прилаштувати халяву, дбайливий господар, завжди знайде.

Вимоги до ідеального сонячного колектору

Відразу поставимо умову, що збирати фотоколлектор будемо самостійно, і покладатися при цьому на досвід звичайного середньостатистичного домовласника. Хоча це теж досить умовне поняття: для одних супчик рідкий, а для інших перли дрібний...

Вимоги – максимальна ефективність при мінімальних витратах на матеріали при умові технічних доступних варіантів складання в домашніх умовах.

Тобто, нічого начебто «вакуумної аргоно-дугового зварювання» та «лазерної пайки» з підкладкою з аерогелю. Ні, всі умови максимально близькі до природних. Вакуумну трубку в домашній майстерні зробити може тільки чаклун, значить і цей варіант на час забудемо.

Пристрій і матеріали

Стандартний сонячний колектор, це мережа трубок всередині теплоізольованого короби з одного прозорою стороною. Основний елемент конструкції від якого починається розрахунок ефективності – абсорбер, або приймач сонячного випромінювання. Його завдання прийняти всі 100% сонячного світла, і нічого не відображаючи, передати його енергію на теплоносій.

Найкращим провідником тепла з помітним відривом, з доступних матеріалів, є мідь. Для довідки зазначимо, що алюміній проводить тепло майже в 2 рази гірше, латунь і залізо майже в 4 рази гірше, всякі полімери взагалі в порівняння за цим показником не йдуть, там відставання мінімум на 2 порядки.

І так, трубки повинні бути мідними, але при цьому абсолютно чорними й не блискучими.

Якщо їх пофарбувати будь матовою фарбою, це буде додатковий шар теплоізоляції. А крім всього, згідно моделі теплопереносу яку довів понад століття тому фізик Дебай: фонони тепла втрачають енергію при переході з одного шару матеріалу в іншій.

Саме тому апріорі відкидаються всякі плівки з селективним покриттям.

Тобто, треба хімічним способом додати чорноту мідних трубок.

З доступних варіантів у домашніх умовах можна зачернить мідну трубку «сірчаної печінкою».

Рецептура

Робити треба тільки на відкритому повітрі, наприклад, на дачі чи на городі.

Потрібна кальцинована сода і порошкова сірка з розрахунку сонячного колектора площею 1 кв. м., приблизно по 250 грам кожного реактиву.

Закип'ятіть 5 л води, обережно при помішуванні засипте кальциновану соду. Як тільки вона розчиниться, частинами при інтенсивному розмішуванні вводите порошкову сірку.

У середньому, реакція при інтенсивному перемішуванні і середнім ступенем кипіння, займає 15-30 хв. Повинен отримати розчин жовтуватого кольору з відтінками від світлого зеленого до темно-коричневого.

Ось як тільки він трохи охолоне, щоб гумові рукавички не плавилися на руках, їм потрібно обробити зібрану конструкцію з мідних труб.

Укласти її найзручніше буде в саморобну кювету. Для цього всередину дерев'яної рами з дощок, настеляється товста поліетиленова плівка, а краї фіксуються.

В залежності від концентрації розчину, для повідомлення мідної поверхні радикально-чорного кольору, може знадобитися від 3 до 10 хвилин.

Після цього виріб промивається проточною водою і сушитися.

На поверхні утворилася нерозчинна плівка з сульфіду та оксиду міді з чудовим індексом селективності по відношенню до сонячного світла.

Але спочатку треба визначитися з кількістю матеріалу і складанням.

Розміри сонячного колектора, розрахунок продуктивності і ціни

Площа на 1 кв. м. найоптимальніший варіант навіть при модульної збірці. Він буде не такий важкий, але зате з нього одного можна буде отримати в зимовий сонячний день приблизної 100 літрів води, нагрітої від 10 до 90C навіть на широті Москви. До того ж це буде зразок для реального навчання – зробіть кілька однакових модулів, з можливістю підключення в єдину систему. Транспортувати і встановлювати на місці експлуатації, невеликі модулі буде набагато легше.

Площа внутрішньої поверхні абсорбера – 1 м2.

ВАЖЛИВО: колектор збираємо для себе, тому всередині корпусу використовується тільки мідь.

Внизу і вгорі будуть розміщуватися мідні трубки діаметром 42 мм, ціна ≈ 1050 р/м, всього 2 метри за 2100 р.

Між ними мідні трубки діаметром 18 мм, треба купити 23 метри і попросити нарізати їх довжиною по 92 див. Вийде якраз 25 трубок. При ціні за 1 м ≈ 430 р, загальна вартість 10750 р.

Пояснення: 92 см + 2 трубки по 4,2 см, дають якраз 1 м. ширини модуля.

Сам процес свердління і складання в описі не потребує. Але важливо уточнити наступні моменти:

  1. Накресліть дві великі трубки відрізками через кожні 4 див. В центрі кожного з них має бути отвір.

ДУЖЕ ВАЖЛИВО витримати їх в одній площині і напрямку!

Найкраще зробити шаблон з жорсткою фіксацією в лещатах. Щоб не погнути трубу, вставити всередину держак відповідного діаметру.

  1. Протилежні кінці великих трубок запаюються наглухо, у два інших мають бути вбудовані кульові крани, один згори і один знизу. Можна використовувати такі заглушки (4 шт – 2600 руб).
  2. Трубки малого діаметру повинні бути наполовину втоплені в листову мідь. Розмір мідного листа повинен бути 1 х 1,7 м.

Справа в тому, що довжина кола трубки діаметром 1,8 см, дорівнює 5,6 див. половина довжини кола – 2,8 див. У 25 трубок, загальна довжина половини окружності 0,7 м. Т. е. це припуск, щоб обернути половину кожної труби.

При товщині мідного листа 0,4 мм, його ціна складе близько 5 тисяч.

  1. Трубка повинна бути припаяний до мідного листа по всій довжині. Найзручніше використовувати припій «ПОСК 50-18», у нього дуже низька температура плавлення ≈ 145C, і один з кращих коефіцієнтів теплопровідності для таких сплавів.

Загальна вартість мідних матеріалів: 2100 + 10750 + 5000 + 2600 ≈ 20,5 т. р.

Після складання треба провести чорніння всій мідної конструкції включаючи підкладку, як описано вище.

Корпус сонячного колектора, основні моменти складання

Збираючи корпус сонячного колектора враховуйте наступні параметри:

  1. Товщина теплоізолятора 5 див. Уникайте мінераловатних матеріалів, кращий варіант – пінополіуретан. Він не руйнується до температури +200C.
  2. Герметичність колектора повинна бути ідеальною, всі стики обробіть силіконовим герметиком.
  3. Для скління треба використовувати низкоэммисионные склопакети. Їх доведеться замовити і краще разом з рамою. Вартість таких склопакетів приблизно на 8-10% вище звичайних, але вони відбивають до 97% тепла, що знаходиться всередині.
  4. Влаштовуючи підставку для сонячного колектора, спробуйте передбачити в ній можливість 3-ехпозиционной регулювання кута нахилу:
  • Для зими – кут нахилу в день зимового сонцестояння;
  • Для літа – кут нахилу в день літнього сонцестояння;
  • Для міжсезоння – кут нахилу в день весняного/осіннього рівнодення.

Навіть таке нескладне управління, значно підвищить ефективність сонячного колектора. А переставляти кути треба буде приблизно 10-12 числа, останнього місяця в сезоні: травні, серпні, листопада і лютому.

 

Ім'я Річок, що дочитали до кінця! Не забувайте підписатися на наш канал, Еслі стаття Вам сподобалася!

Діліться з друзями, залишайте ваші КОМЕНТАРІ (Ваші Коментарі дуже допомагають розвитку проекту)

Добавляйтесь в нашу групу в ВК:

ALTER220 Портал про альтернативну енергію

і пропонуйте теми для обговорень, разом буде цікавіше!!!

 

 

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"