שימוש באנרגיה סולארית בחינם הוא דרך טובה לחסוך בדלק ובחשמל שבזבזנו על חימום בית פרטי. השימוש המאסיבי במערכות סולאריות מפריע למחיר הגבוה של מקלטי החום והציוד הנלווה אליו - מיכל אחסון, משאבת זרימה, יחידת בקרה אלקטרונית ואביזרים אחרים. הדרך היחידה להפחית עלויות היא ליצור קולטי שמש במו ידיכם מחומרים לא יקרים ולהרכיב מערך רצועות סטנדרטי.
עקרון הפעולה של דודי שמש
לפני שתתחיל בייצור מערכת סולארית ביתית, כדאי לבחון את המכשיר של קולטי שמש מתוצרת מפעל - אוויר ומים. הראשונים משמשים לחימום ישיר של החדרים, האחרונים משמשים כחימום מים או נוזל קירור שאינו מקפיא - נוזל לרדיאטור.
התייחסות. התקנות אוויריות אינן פופולריות במיוחד בגלל פונקציונליות מוגבלת. דודי שמש מבוקשים יותר, מכיוון שהם יכולים לספק חימום, מים חמים ולהעלות טמפרטורות בבריכות חיצוניות.
המרכיב העיקרי במערכת השמש הוא קולט השמש עצמו, המוצע בשלוש גרסאות:
- מחמם מים שטוח. זוהי קופסה אטומה, מבודדת מלמטה. בפנים יש גוף קירור (בולם) העשוי מפלדת מתכת שעליה קבוע סליל נחושת. החלק העליון מכוסה בזכוכית עמידה.
- העיצוב של סעפת דוד האוויר דומה לגירסה הקודמת, רק האוויר המופץ על ידי המאוורר מסתובב דרך הצינורות במקום נוזל הקירור.
- המכשיר של סעפת הוואקום הצינורית שונה באופן מהותי מדגמים שטוחים. המנגנון מורכב בקבוקי זכוכית עמידים שבהם מונחות צינורות נחושת. הקצוות שלהם מחוברים לשני כבישים מהירים - אספקה וחזרה, האוויר מהבקבוקים נשאב החוצה.
חיבור. יש סוג אחר של מחממי מים ואקום, שבהם בקבוקי זכוכית אטומים היטב וממלאים בחומר מיוחד שמתאדה בטמפרטורה נמוכה. במהלך האידוי סופג הגז כמות גדולה של חום המועבר למים. בתהליך העברת החום, החומר מתעבה וזורם לתחתית הבקבוק, כמוצג בתמונה.
סוגי האספנים הרשומים משתמשים בעיקרון של העברת ישיר של חום קרינת שמש (אחרת - בידוד) לנוזל הזורם או לאוויר. מחמם מים שטוח עובד כך:
- מים או נוזל לרדיאטור עוברים דרך מחליף חום נחושת במהירות של 0.3-0.8 מ '/ ש', הנשאבים על ידי משאבת זרימה (אם כי ישנם דגמי כוח משיכה למקלחות בחוץ).
- קרני השמש מחממות את הסדין הסופג ואת צינור הסליל המחובר אליו בחוזקה. הטמפרטורה של נוזל הקירור הזורם עולה ב- 15-80 מעלות, תלוי בעונה, שעה ביום ומזג האוויר ברחוב.
- כדי לא לכלול איבוד חום, משטחי החלק התחתון והצדיים של הגוף מבודדים עם קצף פוליאוריטן או קצף קלקר מוחצן.
- לזכוכית העליונה השקופה 3 פונקציות: היא מגנה על הציפוי הסלקטיבי של הבולם, מונעת מהרוח לנפח את הסליל ויוצרת פער אוויר אטום השומר על החום.
- מנשא חום חם נכנס למחליף החום של מיכל האחסון - מיכל מאגר או דוד חימום עקיף.
מכיוון שטמפרטורת המים במעגל המנגנון משתנה עם העונות והימים המשתנים, לא ניתן להשתמש בקולט השמש לחימום ולמים חמים ישירות. האנרגיה שמתקבלת מהשמש מועברת למוביל החום הראשי דרך סליל המיכל - הסוללה (הדוד).
יוצא מן הכלל - מתקנים סולאריים לבריכות, מחממים מי מיכל ישירות או באמצעות מחליף חום פשוט.
היעילות של המנגנון הצינורית מוגברת על ידי ואקום וקיר רפלקטיבי פנימי בכל בקבוק. קרני השמש עוברות בחופשיות בשכבה חסרת האוויר ומחממות את צינור הנחושת עם נוזל לרדיאטור, אך החום לא מצליח להתגבר על הוואקום ולצאת החוצה, כך שההפסדים הם מינימליים. חלק אחר של הקרינה נכנס לרפלקטור ומתמקד בקו המים. לדברי היצרנים, יעילות ההתקנה מגיעה ל 80%.
אנחנו מכינים אספן מים
דוד מים מסוג ואקום לא יכול להיות מיוצר בבית מסיבות מובנות. לכן אנו לוקחים עיצוב שטוח עם מחליף חום ובולם אור אוסף. באופן אידיאלי, עליכם לחשב את שטח המקלט ואת הטמפרטורה של מי היציאה, אשר תלויים בגורמים רבים:
- אזור המגורים ורמת החידוד;
- טמפרטורת הסביבה, במיוחד בחורף;
- אזור משטח חילופי החום התופס את החשיפה לשמש;
- חומר סליל וציפוי;
- טמפרטורת נוזל קירור כניסה;
- זווית הלוח ביחס לשמש;
- קצב זרימת המים דרך צינורות מחליף חום.
באינטרנט לא קשה למצוא חישובים לביצועים של קולט השמש, אך אנו מזהירים אתכם - החישובים מאוד לא מדויקים.
דוגמא. העובדה נלקחת כבסיס: ביום בהיר, 500-800 ואט אנרגיה סולארית עולה על שטח של 1 מ"ר. יתר על כן, בעזרת נוסחת בית הספר m = Q / 1.163 x Δt, אנו קובעים את מסת המים המחוממת ב 40 מעלות צלזיוס על ידי מחליף חום של 1 מ"ר: 500 / 1,163 x 40 = 10.7 ליטר לשעה. בעזרת בידוד של 800 וואט / מ"ר, ניתן לחמם 17.2 ל"ש. אבל השטן נמצא בפרטים הקטנים: הנתון הראשוני של 0.5-0.8 קילוואט למ"ר הוא נתון מאוד משוער.
אנו מציעים גישה פשוטה יותר לנושא המתואר בהוראות המפורטות:
- קבע את המקום ואת האזור שאתה מוכן לתת לאספן.
- בהתבסס על מחירי חומרים, בחר באפשרות המתאימה להרכבת הסליל והדיור.
- הכינו אב-טיפוס, התחברו לחימום או אספקת מים בהתאם לתכנית הנכונה. אנו נציג את שיטות הכריכה בסעיפים הבאים במאמר זה.
- בדוק את מעגל החימום בבית והסקת מסקנות נוספות לגבי הגדלת / הפחתת הכוח, שינוי העיצוב וכן הלאה.
כעת נעבור כל שלב בנפרד, נתמקד במלכודות.
מיקום מתקן תרמי
למעשה, ישנן רק שתי אפשרויות למיקום האספן הביתי: על גג הבניין או בשטח הפתוח של אזור הבית. בעת בחירת מקום, עקוב אחר כללים פשוטים:
- יש להדליק את האתר ככל האפשר במהלך היום, לא להסתיר על ידי עצים ומבני חוץ אחרים.
- כאשר מותקן על הגג, נבחר שיפוע עדין יותר, בו קרינת השמש תמיד מקבלת. ברור שהחלק התלול של גג הנרדס השבור לא יעבוד.
- אל תיקח מתקן מים חמים המיועד לחימום או אספקת מים חמים הרחק מהבית שלך. אורך צנרת האספקה, אובדן החום ועלות ההתקנה יגדל.
- כיוון את אספן האדמה כך שהשמש, החזותית נעה ממזרח למערב, תאירה ללא הרף את גוף הקירור. זווית ההתקנה של הלוח היא 60 ± 15 °.
פתק. ניתן להגדיל את היעילות של גוף החימום בעזרת רכז שמש פרבולי האוסף קרניים בקורה יחידה, הנשלח לבולם. שיטות הבנייה וההרכבה של המראה הקעורה מוצגות בסרטון.
צמחים סולאריים, המיועדים לחימום מים במקלחת קיצית, ממוקמים על גג הבניין הזה ומחוברים זה לזה באמצעות כוח הכבידה. מכשירים לחימום בריכות ממוקמים ליד קערת המיכל.
בחירת חומר
ערכנו מבחר אביזרים לייצור דודי שמש על בסיס ביקורות ונושאים שנדונו בפורום הפורום הפופולרי. אז, ארגז מקלט מלבני עשוי בדרך כלל מקורה מעץ או מסגרות מוגמרות של חלונות ישנים. הקיר האחורי של הדיור מבודד בצמר בזלת, קצף קלקר או קצף קלקר שחול.
טיפ. החלק התחתון של התיבה יכול להיות עשוי מבידוד פולימרי בנייר כסף. שכבת המתכת תשמש סופג - לא צריך לשים סדין נוסף.
בעלי מלאכה ביתית מייצרים מחליפי חום ממגוון צינורות:
- פוליאתילן שחור (HDPE);
- נירוסטה גלי;
- נחושת ואלומיניום;
- פוליפרופילן ופלסטיק ממתכת;
- פוליאתילן מקושרים;
- רדיאטורי פלדה.
מבחינת היעילות והעמידות עדיף להשתמש בצינורות העשויים אלומיניום, נחושת ופלדת אל חלד עם המוליכות התרמית הטובה ביותר. היעדר חומר הוא המחיר הגבוה.
צינורות פלסטיק זולים בהרבה מצינורות מתכת וקלים יותר להתקנה. אך כאשר משתמשים בפולימרים, יש לקחת בחשבון מספר ניואנסים:
- כל פלסטיק נהרס בהדרגה בהשפעת קרינה אולטרה סגולה;
- קירות צינורות ה- PPR עבים מדי, מוליכים חום בצורה גרועה;
- פלסטיק איכותי יקר מדי לענייננו, וזול מרבה לרוב להתכופף ומתמוטט במהירות בשמש;
- פוליאתילן מצולב "זוכר" את העיקול הראשוני במפרץ, נוח להכין ממנו סליל טבעתי, והיישור אינו קל;
- צינורות HDPE אתה צריך לקנות סדרת אוכל (עם פס כחול), זה מוגן טוב יותר מפני קרינה אולטרה סגולה.
התייחסות. הגרסה הפשוטה ביותר של מחליף חום לבריכה היא צינור גינה שחור שהונח עם "חילזון". פחות חומר - פיצוח גומי מחשיפה ממושכת לשמש.
צינורות HDPE בעלי קירות דקים הם בחירה מצוינת מבחינת יחס מחיר / איכות. המשטח השחור סופג היטב את החום השמש, אביזרי חיבור אינם יקרים. צינור הצינור מחובר לבולם בעזרת מלחציים מפלסטיק או רצועת פח על הברגים.
כגיליון הסופג ניתן להשתמש בצבע שחור רגיל או נירוסטה. האפשרות האידיאלית היא אלומיניום או נחושת.
חלקו העליון של התיבה סגור עם החומרים השקופים הבאים לבחירה:
- זכוכית רגילה או מחוזקת;
- אריזת פלסטיק שקופה;
- פוליקרבונט סלולרי דק.
טיפ. אל תשתמש בחלונות מזוגגים מוכנים כפולים מחלונות פלסטיק כאלמנט שקוף. בחורף, עם הפרש טמפרטורה גדול בין אוויר הרחוב לתא האספן הסגור, אריזת שתי השכבות אינה עומדת וסדקים.
המלצות הרכבה
תהליך ייצור קולטי שמש הוא כה ברור מאליו, שלא הגיוני לצבוע הוראות שלב אחר שלב. המשימה היא להפוך את התא אטום ביותר על ידי התקנת מחליף חום על בולם מתכת בפנים. אנו פשוט נותנים עצות בכדי להגן עליך מפני טעויות:
- ניתן להניח צינורות מחליף חום באורך או בעזרת ספירלה (חילזון). הפוך את המרחק בין קווים (פניות) סמוכים לקטן - בין 1 ל 4 ס"מ.
- אטימות האוויר של התיק מושגת על ידי שימון המפרקים באיטום סיליקון או על ידי הנחת חותמות גומי.
- הצינורות מחוברים לבסיס בכל דרך נוחה - עם מלחציים מפלסטיק, פסי מתכת או פשוט מקובעים בצדדים עם ברגים להקשה עצמית.
- כל החלל הפנימי צבוע באמייל שחור עמיד בחום (נמכר בפחי תרסיס).
- עובי שכבת הבידוד בגב תנור המים הוא לפחות 50 מ"מ.
- הכי קל למשוך סרט שקוף למעלה - זו האפשרות הטובה ביותר עבור אב-טיפוס. לאחר מכן, לא קשה להחליף זכוכית.
המלצה נוספת. יש לטפל בחלקי עץ בחיטוי.כסו את המסגרת המרותכת מפרופילי פלדה עם פריימר ושתי שכבות של צבע בהיר.
לאחר הרכבת לוח הקירור, מלאו את הסליל במים ובדקו אם יש נזילות. לאחר מכן בדוק את קולט השמש - חבר את הפלט למכל, התקן את הפאנל בשמש ומודד מדי פעם את טמפרטורת המים, תוך התחשבות בזמן החימום. בהתבסס על אינדיקטורים אמיתיים, קל לקבוע את הביצועים של דוד מים.
תרשים חיווט
אספן המיועד לחימום מים במקלחת מחובר למיכל אחסון בזרימת כוח הכבידה. תנאי חשוב: המתקן הסולארי צריך להיות ממוקם מתחת למכל הראשי כך שמים חמים בצפיפות נמוכה עולים דרך הצינור ויעקרו את הקור. העיצוב של מערכת כזו מוצג ברישום.
כאשר הוא מחובר לדוד או לצובר חום, אספן השמש משמש כמקור חום מן המניין. יצרני מערכות סולאריות מציעים להשתמש בתכנית לחץ דו צינורית, הכוללת את אלמנטים הכריכה הנדרשים:
- משאבת זרימת הדם מפתחת לחץ של 0.4 בר;
- סוג קרום מיכל הרחבה;
- אוורור אוויר אוטומטי;
- שסתום בטיחות, המיועד לפעול בלחץ של 2 בר;
- מד לחץ;
- מד חום;
- שסתומי כיבוי, שסתום איפור;
- בקר עם שני חיישני טמפרטורה;
- בידוד תרמי לצינורות אספקה.
נקודה חשובה. אם סוללה של כמה אספנים מחוברת למיכל החיץ, יש להגדיל את קיבולת המשאבה ואת נפח מיכל ההרחבה. הקיבולת המינימלית של מיכל הממברנה היא 10% מכלל נוזל הקירור במעגל.
התוכנית עובדת כך:
- גוף הקירור נצמד לסליל התחתון של מיכל החיץ, שם המים קרים יותר.
- הבקר באמצעות חיישנים משווה את טמפרטורת המים (נוזל לרדיאטור) בצינור האספקה ומצבר החום.
- היחידה האלקטרונית עוצרת את המשאבה כאשר טמפרטורת המים במיכל שווה לטמפרטורת הזרימה או גבוהה יותר.
- אוויר הנכנס למעגל מופרש דרך שסתום אוטומטי המותקן בראש המערכת.
- במקרה של התחממות יתר של נוזל הקירור עקב עצירת המשאבה (אי אפשר לכבות את השמש), שסתום הבטיחות יפעל וישחרר לחץ עודף.
אלמנט המעגל היקר ביותר הוא יחידת בקרה אלקטרונית. כיצד אוכל להסתדר בלי בקר:
- קנו ב- Aliexpress תרמוסטט זול יותר, המופעל על ידי הפרש טמפרטורה;
- הגדר טיימר יום-לילה וטמפרטורה מכנית לכיבוי המשאבה כאשר מיכל החיץ נמצא בחום מקסימאלי.
כיצד עובדת יחידת הבקרה הסינית הזולה (מחיר - 15 $), עיין בסקירת הווידיאו:
חימום סולרי
התקנת חימום אוויר נעשית בצורה דומה, רק מחליף החום עשוי מצינורות בקוטר גדול יותר, והמפוח מסופק על ידי המאוורר. מקלט הקרינה מיוצר על ידי בעלי מלאכה מהחומרים הבאים:
- גלי אלומיניום לאוורור;
- בקבוקי פלסטיק שהוכנסו זה לזה;
- פחיות בירה מגולפות.
בתיבה, 2 חורים מיוצרים לצינורות אוויר, רשת עדינה מונחת בפנים, ומבטלת את חדירתם של חרקים. המאוורר - צידנית מהמחשב - מותקן על אחד הפתחים, חלק חילופי החום צבוע בשחור. צינורות האספקה מבודדים ומונחים בחדר מחומם. אלגוריתם הרכבת סעפת האוויר מוצג בסרטון:
סיכום
האטרקטיביות של קולטי השמש נובעת מעליית מחירי האנרגיה. למרות שביצועיהם של דודי מים פוחתים בחורף, חום השמש מספק חיסכון משמעותי בצריכת הדלק על ידי המקור העיקרי - הדוד. אם אתם רוצים לחמם את ביתכם הכפרי ככל האפשר באנרגיה סולארית חופשית, אנו ממליצים לכם לשים לב להתקנות עם ריכוזי מראה.מכשירים יעילים במיוחד אלה נמצאים בשימוש נרחב באירופה ובאמריקה.