Risorse energetiche. L'energia solare gratuita sarà in grado di fornire acqua calda per il fabbisogno domestico per almeno 6-7 mesi all'anno. E nei restanti mesi aiuta anche l’impianto di riscaldamento.

Ma la cosa più importante è che un semplice collettore solare (a differenza, ad esempio, di) può essere realizzato in modo indipendente. Per fare ciò, avrai bisogno di materiali e strumenti che possono essere acquistati presso la maggior parte dei negozi di ferramenta. In alcuni casi sarà sufficiente anche quello che si trova in un normale garage.

Nel progetto è stata utilizzata la tecnologia di assemblaggio del riscaldatore solare presentata di seguito "Accendi il sole: vivi comodamente". È stato sviluppato appositamente per il progetto da un'azienda tedesca Il partner solare è stato citato in giudizio, che vende, installa e fornisce assistenza professionale per collettori solari e sistemi fotovoltaici.

L'idea principale è che tutto dovrebbe essere economico e allegro. Per fabbricare il collettore vengono utilizzati materiali abbastanza semplici e comuni, ma la sua efficienza è abbastanza accettabile. È inferiore a quello dei modelli di fabbrica, ma la differenza di prezzo compensa completamente questo svantaggio.

I raggi del sole attraversano il vetro e riscaldano il collettore e la vetratura impedisce la perdita di calore. Il vetro impedisce inoltre il movimento dell'aria nell'assorbitore; senza di esso il collettore perderebbe rapidamente calore a causa del vento, della pioggia, della neve o delle basse temperature esterne.

Il telaio deve essere trattato con un antisettico e una vernice per uso esterno.

Nell'alloggiamento sono realizzati fori passanti per fornire il liquido freddo e rimuovere il liquido riscaldato dal collettore.

L'assorbitore stesso è verniciato con un rivestimento resistente al calore. Le normali vernici nere iniziano a sfaldarsi o ad evaporare ad alte temperature, il che porta all'oscuramento del vetro. La vernice deve essere completamente asciutta prima di applicare la copertura in vetro (per evitare la formazione di condensa).

L'isolamento è posto sotto l'assorbitore. La più utilizzata è la lana minerale. La cosa principale è che può sopportare temperature piuttosto elevate durante l'estate (a volte oltre i 200 gradi).

La parte inferiore del telaio è ricoperta con pannelli OSB, compensato, pannelli, ecc. Il requisito principale per questa fase è assicurarsi che il fondo del collettore sia protetto in modo affidabile dall'ingresso di umidità.

Per fissare il vetro nel telaio, vengono realizzate delle scanalature o vengono fissate delle strisce lungo la parte interna del telaio. Quando si calcola la dimensione del telaio, è necessario tenere conto del fatto che quando il tempo (temperatura, umidità) cambia durante l'anno, la sua configurazione cambierà leggermente. Pertanto, su ciascun lato del telaio vengono lasciati alcuni millimetri di margine.

Una guarnizione in gomma per finestra (a forma di D o E) è fissata alla scanalatura o alla striscia. Su di esso viene posizionato il vetro, sul quale viene applicato allo stesso modo un sigillante. Il tutto è fissato superiormente con lamiera zincata. Pertanto, il vetro è fissato saldamente al telaio, la guarnizione protegge l'assorbitore dal freddo e dall'umidità e il vetro non verrà danneggiato quando il telaio in legno “respira”.

Le giunzioni tra le lastre di vetro sono isolate con sigillante o silicone.

Per organizzare il riscaldamento solare in casa avrai bisogno di un serbatoio di accumulo. L'acqua riscaldata dal collettore viene immagazzinata qui, quindi vale la pena prendersi cura del suo isolamento termico.

Come serbatoio è possibile utilizzare:

• caldaie elettriche non funzionanti
• varie bombole di gas
• botti per uso alimentare

La cosa principale è ricordare che un serbatoio sigillato svilupperà una pressione in funzione della pressione dell'impianto idraulico a cui verrà collegato. Non tutti i contenitori possono resistere alla pressione di diverse atmosfere.

Nel serbatoio sono realizzati dei fori per l'ingresso e l'uscita dello scambiatore di calore, l'ingresso dell'acqua fredda e l'ingresso dell'acqua riscaldata.

Il serbatoio ospita uno scambiatore di calore a spirale. Per questo vengono utilizzati rame, acciaio inossidabile o plastica. L'acqua riscaldata attraverso lo scambiatore di calore salirà verso l'alto, quindi dovrebbe essere posizionata sul fondo del serbatoio.

Il collettore è collegato al serbatoio mediante tubi (ad esempio, metallo-plastica o plastica) trasportati dal collettore al serbatoio attraverso uno scambiatore di calore e di nuovo al collettore. In questo caso è molto importante evitare perdite di calore: il percorso dal serbatoio al consumatore dovrebbe essere il più breve possibile e i tubi dovrebbero essere molto ben isolati.

Il vaso di espansione è un elemento molto importante dell'impianto. È un serbatoio aperto situato nel punto più alto del circuito di circolazione del liquido. Per il vaso di espansione è possibile utilizzare un contenitore in metallo o in plastica. Con il suo aiuto, viene controllata la pressione nel collettore (a causa del fatto che il liquido si espande dal riscaldamento, i tubi potrebbero rompersi). Per ridurre la perdita di calore, anche il serbatoio deve essere isolato. Se è presente aria nel sistema, può fuoriuscire anche attraverso il serbatoio. Il serbatoio viene riempito di liquido anche attraverso il vaso di espansione.

Un collettore solare viene utilizzato per assorbire l'energia della radiazione solare in modo che possa successivamente essere concentrata, convertita e utilizzata dall'uomo.

L'energia generata viene utilizzata per:

1. Fornitura di riscaldamento dell'acqua e avvio di sistemi di riscaldamento residenziale.
2. Fornitura di acqua costantemente calda in piscine di vario tipo.
3. Riscaldamento delle serre.
4. Per il riscaldamento dell'acqua di processo utilizzata nell'industria.

Principio di funzionamento e ambito di applicazione

Principio operativo

Il design e i materiali utilizzati per realizzarlo sono studiati per massimizzare il consumo di energia solare. Successivamente viene convertito in calore e trasferito per un ulteriore utilizzo. Questo sistema può contenere sia aria che un liquido speciale con proprietà anticongelanti.

La sua circolazione può essere naturale o forzata.

I collezionisti sono utilizzati in vari paesi con qualsiasi clima.

Il loro ambito è piuttosto ampio:

1. Per dacie, cottage e case private.
2. Vari complessi produttivi, indipendentemente dal tipo di attività e dalla scala.
3. Agli autolavaggi, alle stazioni di servizio.
4. Nelle istituzioni pediatriche e mediche.
5. Presso gli impianti di trasporto ferroviario.
6. In complessi alberghieri, commerciali e di intrattenimento.
7. Negli esercizi di ristorazione e negli uffici.

Vantaggi e svantaggi

I collezionisti hanno una vasta gamma di vantaggi, tra cui:

1. Riduci i costi di manutenzione del tuo impianto di riscaldamento domestico e fornendogli la fornitura di acqua calda.
2. Possibilità di riscaldamento della casa e acqua calda in caso di interruzioni e assenza temporanea della fornitura di energia elettrica e gas.
3. Riduzione del carico sull'impianto di riscaldamento, con conseguente aumento della sua durata.
4. Risparmiare risorse naturali e conservazione ambientale.
5. Compatibilità ambientale del sistema non ha effetti negativi sugli esseri umani.

Lo svantaggio è il costo piuttosto elevato e la difficoltà di installazione di questa apparecchiatura.

Tipi

Esistono due tipi di questi dispositivi. Ognuno di essi ha determinate caratteristiche e principi di funzionamento.

Collettore piano

Tali collettori sono realizzati sotto forma di pannelli di dimensioni fino a 2,5 metri, al centro del quale è posta una piastra assorbente. È realizzato con metalli conduttori di calore; il rame o l'alluminio sono i più utilizzati a questo scopo. È rivestito con un rivestimento caratterizzato da una bassa emissività.

Ciò è necessario per la massima conversione dei raggi solari sotto forma di energia termica, mentre il suo rilascio nell'ambiente dovrebbe essere minimo. Questo strato assorbente è collegato ai tubi. È attraverso di loro che circola più spesso il glicole propilenico, che funge da refrigerante.

Inoltre, o acqua. Sotto i tubi è presente uno strato termoisolante. Sopra l'assorbitore è presente uno speciale vetro solare protettivo. È caratterizzato da un contenuto minimo di ferro per la massima produttività e il corpo è rinforzato con lamiera d'acciaio con isolamento termico o alluminio.

Questa tipologia viene utilizzata per l'installazione su tetti inclinati o piani. Ma può essere montato in qualsiasi luogo e posizione. Questa tipologia è la più comune ed è largamente utilizzata per gli impianti di riscaldamento e per il riscaldamento dell'acqua.

Tubolare (sottovuoto)

È costituito da tubi separati. Il loro numero può variare da 5 a 30 pezzi. Ciascuno dei tubi è un mini-collettore basato sul suo principio di funzionamento. Tutti loro sono combinati in un unico pannello.

All'interno del tubo c'è un'altra parte simile di dimensioni più piccole. Tra loro si è creato un vuoto. La parte superiore è costituita da vetro solare e funge da protezione. Al suo interno è incorporata una piastra assorbente in rame o alluminio. Il tubo più piccolo si trova sotto la piastra, nella quale circola il liquido refrigerante. Il vuoto in questo caso svolge il ruolo di isolante termico.

Un tale collettore solare funziona in modo molto più efficiente di uno piatto in condizioni di basse temperature atmosferiche. Ma il loro costo è molto più alto.

Il collettore tubolare, a sua volta, è disponibile in due tipologie, differenti nel design. Esistono tipi con tubo di calore e flusso diretto. Il vantaggio del primo tipo è il mantenimento delle prestazioni efficaci a temperature fino a -30 gradi Celsius e in alcuni casi anche fino a -40.

Le caratteristiche distintive del collettore a flusso diretto sono la possibilità di installarlo in qualsiasi posizione, nonché la minima perdita di calore durante il funzionamento.

Come farlo da solo?

Dispositivo di raccolta

Questo dispositivo di risparmio energetico può essere realizzato con le tue mani. Ci sono molte opzioni per l'esecuzione in questo caso. Ad esempio, può essere realizzato con il telaio di una finestra, una vecchia caldaia elettrica, un frigorifero e persino con bottiglie di plastica.

Diamo un'occhiata a uno dei collettori più semplici, realizzato utilizzando parti di un vecchio frigorifero. Un tale collettore riscalderà l'acqua per esigenze tecniche.

Materiali e strumenti richiesti

Materiali:

1. Condensatore rimosso da un vecchio frigorifero.
2. Travi in ​​legno, 5/5 cm.
3. Tappetino in gomma.
4. Vetro (adatto dal telaio di una finestra).
5. Un foglio di alluminio.
6. Viti, chiodi.
7. Scotch.

Utensili:

1. Martello.
2. Cacciavite.

Prima di eseguire interventi, la serpentina del frigorifero deve essere lavata utilizzando detersivo e acqua corrente. Questo è necessario per pulirlo dall'olio freon.

Per aumentare l'efficienza di un collettore fatto in casa, puoi utilizzare il radiatore di un'auto, sostituendo con esso il condensatore.

I test hanno dimostrato che questa unità è in grado di riscaldare circa 20 litri di acqua di 20 gradi in due ore di funzionamento. La temperatura ambiente durante l'esperimento era di +25 gradi Celsius.

Naturalmente, un dispositivo del genere ha una bassa efficienza e una probabilità di guasto dovuta all'aerazione dello scambiatore di calore, ma apporta comunque alcuni vantaggi.

Poiché i collettori solari hanno un'efficienza che dipende dalla riflettività e dalle proprietà di assorbimento del materiale, sono stati inventati rivestimenti speciali per aumentare queste caratteristiche.

Ognuno di essi è adatto per uno specifico materiale su cui verranno applicati. Esistono rivestimenti per rame, alluminio, ecc. Sono applicati in modo piuttosto complicato, quindi non sono ampiamente disponibili.

1. Quando scegli un collezionista, devi considerare che i suoi modelli sottovuoto sono più fragili rispetto a quelli piatti, ma se danneggiati è molto più semplice riparare la prima opzione. Per fare ciò basterà sostituire i tubicini guasti, quando, di fatto, bisognerà sostituire l'intero sistema assorbente;
2. Energia, generato utilizzando un collettore, è sufficiente per riscaldare più ambienti abitativi e scaldare l'acqua.
3. La durata del collettore è fino a 30 anni. Ma quando acquisti questo dispositivo, devi tenere conto del fatto che il tipo a vuoto è meno durevole rispetto ad altri.
4. Puoi installare questa apparecchiatura da solo utilizzando le istruzioni fornite con il dispositivo. Questo processo è piuttosto laborioso e non facile, ma consente di risparmiare sui costi necessari per attirare specialisti.

Contenuto

Il mercato moderno offre un'ampia varietà di dispositivi di riscaldamento, ma il loro costo può essere troppo elevato. Soprattutto se non hai bisogno di uno, ma di due o tre serbatoi di riscaldamento. I prezzi dei servizi pubblici sono in costante aumento, le persone sono costrette a cercare modi per risparmiare sul riscaldamento e sul riscaldamento dell'acqua calda. Esiste una fonte alternativa di riscaldamento, quindi puoi realizzare un collettore solare con le tue mani, che utilizzerà l'energia del sole per le esigenze domestiche. Questa è un'opzione economica per riscaldare i locali e fornire acqua calda agli edifici residenziali.

Collettore solare per il riscaldamento di una casa

Puoi trovare apparecchiature simili nei negozi domestici, ma il prezzo sarà persino superiore all'importo speso per l'installazione di un sistema di riscaldamento convenzionale. Puoi realizzare tu stesso un collettore solare utilizzando i materiali disponibili che possono sempre essere trovati nell'arsenale di un proprietario parsimonioso: fogli di stagno, lattine, bottiglie di plastica, fogli di policarbonato, tubi di vetro, ecc.

Principio di funzionamento

I collettori fatti in casa sono perfetti per il riscaldamento, il riscaldamento dell'acqua in piccole case, cottage e il riscaldamento delle piscine. Avendo deciso di assemblare un'unità del genere a casa con le proprie mani, è necessario ricordare le leggi fisiche e comprendere il principio del suo funzionamento:

• Il dispositivo ricevente assorbe (assorbe) l'energia solare: come tali possono essere utilizzate superfici in rame o vetro di colore nero o scuro. Sono questi materiali che hanno un maggiore assorbimento e sono ottimali per riscaldare l'acqua o altri liquidi.
• Il calore dell'assorbitore viene trasferito in un serbatoio con un liquido refrigerante: acqua, antigelo o altro liquido speciale che riscalderà la tua casa.
• Il liquido di raffreddamento viene fornito tramite tubi ai radiatori e utilizzato per le necessità domestiche (acqua calda in cucina, bagno).

Il principio di funzionamento di un collettore solare fatto in casa

Versione estiva del design

Puoi realizzare un collettore solare con le tue mani abbastanza rapidamente, non è un lavoro molto difficile. Per utilizzarlo in campagna, nel periodo estivo, non occorrono schemi complessi e attrezzature particolari:

• Se l'acqua viene utilizzata solo all'esterno (doccia esterna, acqua calda per la lavanderia, piscina, lavaggio stoviglie, altre necessità domestiche), il serbatoio viene installato anche all'esterno.
• Quando sarà necessaria l'acqua in casa, il serbatoio verrà installato all'interno.
• In un tale sistema, avviene la circolazione naturale del liquido, quindi il serbatoio deve essere installato 8-10 centimetri sopra il livello della batteria.
• Per collegare il serbatoio alla batteria (assorbitore), avrete bisogno di tubi di un certo diametro.
• Se l'impianto è grande, è meglio installare una pompa che aumenterà il movimento del liquido di raffreddamento.

Collettore solare realizzato con tubi in metallo-plastica

Importante! Se prevedi di utilizzare un collettore solare per riscaldare l'acqua non solo in estate, ma anche nella stagione fredda, lo schema sarà diverso, devi tenere conto di alcune sfumature.

È possibile utilizzare un collettore solare in inverno?

Per utilizzare il dispositivo tutto l'anno, è necessario saperne di più su come funziona il collettore solare in inverno. La differenza principale è il liquido di raffreddamento. Poiché l'acqua può ghiacciare nelle tubazioni del circuito, è necessario sostituirla con antigelo. Il principio del riscaldamento indiretto funziona con l'installazione di una caldaia aggiuntiva. Quello che segue è il diagramma:

• Dopo che l'antigelo si è riscaldato, scorrerà dalla batteria situata all'esterno nella bobina del serbatoio dell'acqua e lo riscalderà.
• Quindi verrà fornita acqua calda al sistema e l'acqua raffreddata verrà restituita.
• È necessario installare un sensore di pressione (manometro), uno sfiato d'aria e una valvola di espansione per scaricare la pressione in eccesso.
• Come nella versione estiva, per migliorare la circolazione è necessario prevedere una pompa di circolazione.

Collettore solare sul tetto di una casa in inverno

Bisogno di sapere! Esistono diversi modelli di collettori che puoi realizzare da solo; differiscono nelle caratteristiche del design e presentano vantaggi e svantaggi.

Dispositivo e tipi

Convenzionalmente questi sistemi possono essere classificati in due tipologie:

• liquido (di cui parliamo in questo materiale);
• collettori solari ad aria, che utilizzano aria riscaldata anziché liquido.

Sono inoltre divisi in base all'efficienza, perché forniscono un diverso trasferimento di calore. Dipende dai materiali utilizzati per realizzare la batteria e dalla sua area. La posizione ottimale per l'assorbitore è il tetto:

• riceve la massima quantità di luce solare,
• ha una vasta area
• La batteria installata sul tetto non occupa spazio utile e non dà fastidio a nessuno.

Collettore solare aereo

Il design del collettore solare può essere di diversi tipi, il principale:

• collettore di riscaldamento sotto vuoto, che ha il design più complesso. I collettori solari sottovuoto sono ottimi per riscaldare ambienti, riscaldare l'acqua in qualsiasi periodo dell'anno, forniranno completamente una piccola casa o cottage;
• Un collettore solare piano può essere liquido o sotto vuoto. Questa è la tipologia più diffusa perché abbastanza semplice da installare, ma allo stesso tempo efficiente e in grado di fornire alla casa la quantità di calore necessaria per il riscaldamento dei locali, e di acqua per i bisogni domestici;
• termosifone: come assorbitore vengono utilizzati tubi di vetro o metallo;
• tubolare - il tipo più semplice che può essere realizzato per una residenza estiva; è piuttosto primitivo e non adatto all'uso in inverno.

A noi interessa una progettazione che garantisca la disponibilità di acqua calda e riscaldamento in casa in qualsiasi periodo dell'anno; ci concentreremo su due opzioni ottimali, consideriamo la progettazione di un collettore solare sottovuoto e di uno piano.

Collettore piano

Questo è il tipo più comune di collezionista che puoi realizzare da solo. Adatto per l'uso nella stagione calda per il riscaldamento dell'acqua, in inverno l'efficienza diminuisce.

La caratteristica di progettazione è la seguente:

• il corpo ha forma piatta rettangolare o quadrata, realizzato in metallo o altro materiale ad alta conduttività termica, rivestito con vernice nera;
• all'interno è presente una piastra in cui è posata una bobina costituita da un tubo di rame di piccola sezione;
• nei tubi circola il liquido refrigerante: acqua, glicole propilenico, antigelo e altri liquidi idonei;
• inoltre, all'interno dell'alloggiamento è inserito materiale isolante termico, che riduce al minimo la perdita di calore;
• Quando si monta un collettore di questo tipo, è necessario fare scorta di una lastra di policarbonato o vetro, che fungerà da copertura e svolgerà due funzioni: impedire la penetrazione di detriti e precipitazioni e aumentare il riscaldamento.

Componente di un collettore solare piano

Importante! Prima di assemblare la struttura, è necessario verificare la tenuta delle cuciture per evitare l'ingresso di umidità, polvere nell'unità e la fuoriuscita di aria calda.
Consiglio per la cura! Per evitare una diminuzione dell'efficienza, è necessario pulire regolarmente la superficie del vetro da polvere e sporco.

Collettore del vuoto

Per il riscaldamento dell'acqua è possibile utilizzare collettori solari del tipo sottovuoto. Grazie alle loro caratteristiche costruttive, sono più potenti: sono in grado di generare energia termica, sufficiente per riscaldare l'acqua e riscaldare gli ambienti.

Caratteristiche del progetto:

• I tubi posti in beute con l'aria pompata permettono di minimizzare le perdite;
• i tubi sono ricoperti superiormente da un materiale assorbente che assorbe l'energia luminosa e all'interno sono riempiti con antigelo (refrigerante);
• le estremità dei tubi sono collegate ad un tubo attraverso il quale passa il liquido refrigerante;
• quando riscaldato, l'antigelo bolle e si trasforma in vapore, che a sua volta sale e riscalda il liquido di raffreddamento;
• Questo design ha uno svantaggio: se almeno un tubo si guasta, la riparazione diventa piuttosto problematica, poiché sono collegati in serie. Tutti gli “interni” dovranno essere sostituiti.

Sistema solare aereo costituito da tubi a vuoto

Un tale collettore solare aria-aria per il riscaldamento sarà più efficiente e adatto a mantenere la temperatura nel sistema in ogni stagione. Anche se fa freddo, l’efficienza di un collettore funzionante può diminuire leggermente a causa delle brevi ore di luce diurna e della scarsa attività luminosa.

Consiglio per la cura! Prestare attenzione alla superficie interna del serbatoio di stoccaggio dell'acqua; con il tempo si ricopre di calcare e necessita di pulizia. La frequenza dipende dalla qualità dell'acqua nella zona.

Nota: non è realistico realizzare tubi a vuoto con aria pompata in condizioni fatte in casa, dovrai acquistarli. Ciò aumenterà leggermente i costi di installazione di questo tipo di collettore.

Realizzare un collettore solare fatto in casa

Se sei interessato alla domanda su come realizzare un collettore solare, considera fasi principali della produzione di strutture piane:

• Per prima cosa devi calcolare le dimensioni del futuro riscaldatore, in base all'area della stanza riscaldata. Dipenderanno anche dal livello di attività solare in una particolare regione, dall'ubicazione della casa, dal terreno, dai materiali utilizzati e da altri fattori. Ma il punto di partenza resta comunque la superficie su cui verrà installato.
• Considera di cosa sarà fatto l'assorbitore (ricevitore). Per questi scopi è possibile utilizzare tubi in rame e alluminio, batterie piatte in acciaio, un tubo di gomma arrotolato, ecc.
• Il ricevitore deve essere verniciato di nero.
• Successivamente è necessario realizzare il corpo del collettore, a questo scopo sono adatti vari materiali. Il più comune è il legno, ma è possibile utilizzare il vetro. Se hai vecchie finestre con vetri, questa è l'opzione ideale.
• Tra il fondo dell'alloggiamento e l'assorbitore è necessario posare un materiale isolante termico (lana minerale o polistirene espanso), che impedirà la perdita di calore.
• Copri l'intera area del riscaldatore con una lamiera (in alluminio o acciaio sottile), che migliorerà l'effetto.
• Appoggia i tubi della bobina sopra, fissali a una lamiera utilizzando graffette da costruzione o altri mezzi ed estrai le estremità della bobina.
• I collettori solari termici sono ricoperti superiormente da materiale che trasmette la luce, molto spesso vetro. Puoi utilizzare il policarbonato trasparente, che è più pratico: resistente agli urti meccanici e di facile manutenzione.
• Il serbatoio dell'acqua deve essere ricoperto con materiale isolante o verniciato con vernice nera per rallentare il processo di raffreddamento dell'acqua.
• Montare l'elemento riscaldante in posizione e collegarlo tramite tubi ad un serbatoio di accumulo con acqua.
• Eseguire i lavori di avvio, controllare che il cablaggio su tutta la lunghezza non presenti perdite dovute a collegamenti di scarsa qualità.

Diagramma delle dimensioni e della posizione del collettore solare d'aria

Importante! Per una migliore trasmissione del calore è necessario lasciare una distanza di circa 10-15 mm tra il vetro ed i tubi riscaldanti. Tutti i giunti devono essere ben sigillati.

Riassumiamo

In condizioni di aumento totale dei prezzi dei servizi pubblici, è possibile utilizzare metodi alternativi di riscaldamento dei locali e riscaldamento dell'acqua per le esigenze domestiche. In altri paesi i collettori solari vengono utilizzati già da tempo per il riscaldamento.

Se non vuoi spendere molto per un collettore d'acqua industriale, puoi assemblarlo tu stesso utilizzando materiali di scarto. Desideri un design più solido e in grado di soddisfare effettivamente le tue esigenze di acqua calda e riscaldare la tua casa? Successivamente dovrai visitare un negozio di ferramenta e prepararti per l'assemblaggio in modo più approfondito: acquistare beute sottovuoto, tubi speciali, lastre di vetro o policarbonato e altri componenti.

Taglio e spelatura tubi in rame per collettore solare

Quando decidi quale sistema è ottimale, tieni conto: i collettori solari, come ogni soluzione tecnica, hanno pro e contro di cui bisogna tenere conto.

Pro e contro di un sistema solare

Tra gli aspetti positivi ci sono:

• tipo di energia rispettosa dell'ambiente ricevuta gratuitamente;
• riduzione dei costi delle utenze per il riscaldamento centralizzato dell'acqua fino al 40-50%;
• breve periodo di recupero dell'investimento;
• la capacità di riscaldare l'acqua per le necessità domestiche e riscaldare piccole stanze in inverno;
• ampia scelta di materiali, facilità di montaggio delle strutture.

I punti negativi includono:

• costi di manodopera per la creazione di un collettore di luce;
• una diminuzione dell'efficienza in inverno, che rende quasi impossibile l'utilizzo di tali sistemi alle latitudini settentrionali;
• sono necessarie manutenzione preventiva e pulizia;
• quando fa freddo è necessario utilizzare l'antigelo, il che comporta costi aggiuntivi.

Oggi collettori solari sottovuotosi trovano principalmente nel riscaldamento e nella fornitura di acqua calda. Tali dispositivi, secondo il principio di funzionamento, assomigliano alle strutture dei pannelli convenzionali: entrambi hanno un corpo isolante, ricoperto di vetro dalla parte superiore.

La differenza principale può essere considerata il metodo di conversione dell'energia solare: questo processo avviene in tubi di vetro con un vuoto creato all'interno. In realtà, questo è il motivo per cui questo progetto si chiama vuoto. Ogni tubo ha un canale di calore realizzato sotto forma di un tubo di rame riempito di liquido refrigerante. Per collegare i tubi vengono utilizzati elementi di collegamento separati.

Sono queste caratteristiche progettuali che determinano i principali vantaggi dei collettori sottovuoto. Sì, tali sistemi sono molto complessi, richiedono cure speciali e, a causa del costo elevato, molte persone semplicemente non possono permettersi tali collezionisti. Ma l'elevata produttività compensa ampiamente tutte queste carenze: i collettori a pannelli, come è noto, sono in grado di funzionare solo in estate e quelli sottovuoto vengono utilizzati anche in inverno.

Il vantaggio principale di tali sistemi è che sono praticamentecompleta assenza di perdite di calore, perché cosa potrebbe essere un isolante migliore del vuoto?

Altri vantaggi includono quanto segue:

• facilità di riparazione– ogni unità danneggiata può essere facilmente sostituita;
• efficienza operativa anche a meno 30°C;
• affidabilità: il sistema solare continuerà a funzionare anche dopo il guasto di uno dei tubi;
• capacità di generare temperature superiori a 300°C;
• capacità di lavorare anche con tempo nuvoloso e completo assorbimento dell'energia solare, compresi gli spettri invisibili;
• leggera deriva del collettore.

Progettazione del sistema solarepuò essere installato con un angolo non superiore a 20°.Inoltre, la sua superficie dovrebbe essere periodicamente pulita da sporco e neve.

Nella progettazione dei collettori vengono utilizzati due tipi di tubi di vetro:

• coassiale;
• piuma

Diamo uno sguardo più da vicino a ciascuno di essi.

Tubo coassiale

Questa è una specie di thermos composta da una doppia fiaschetta. Il pallone esterno è rivestito con una sostanza speciale che assorbe il calore. Si crea il vuoto tra i due tubi. Ciò ha permesso di garantire che il calore durante il funzionamento venga trasferito direttamente dalle boccette di vetro.

Nota! I collettori sottovuoto utilizzano vetro speciale a base di borosilicati. Questo materiale consente il passaggio di più energia solare.

All'interno di ogni tubo ce n'è un altro: il rame (è pieno di liquido etereo). All'aumentare della temperatura, questo liquido evapora, cede il calore accumulato e ritorna sotto forma di condensa. Quindi il ciclo si ripete ancora e ancora.

Pipa in piuma

Questi tipi di tubi sono costituiti da un pallone a parete singola. A proposito, il loro spessore delle pareti è significativamente più alto rispetto ai loro omologhi coassiali. Il tubo di rame è rinforzato con una speciale lamiera corrugata trattata con una sostanza assorbente l'umidità. Si scopre che in questo caso l'aria viene pompata dall'intero canale termico.

Tali canali, tra l'altro, sono anche diversi:

• flusso diretto;
• "Colpisci la pipa."

Colpisci i canali dei tubi

Un altro nome per loro è tubi di calore. Funzionano come segue: il liquido etereo in tubi chiusi, quando la temperatura aumenta, risale il canale, dopodiché si condensa lì in un collettore di calore appositamente attrezzato. In quest'ultimo, il liquido trasferisce energia termica e cade nel tubo. Dal collettore di calore, il calore viene trasferito ulteriormente nel sistema utilizzando un liquido di raffreddamento circolante.

Heat-pipe coassiale a tubi sottovuoto con collettore a 2 tubi

È caratteristico che i tubi metallici quipuò essere non solo rame, ma anche alluminio.

Canali a flusso diretto

In ciascuno di questi canali nel tubo di vetro ci sono due tubi metallici. Attraverso uno di essi, il liquido entra nel pallone, lì si riscalda ed esce attraverso il secondo.

Costruiamo un collettore solare sottovuoto con le nostre mani

In linea di principio, puoi realizzare una stazione solare sottovuoto con le tue mani, ma questo è un lavoro estremamente difficile e responsabile, perché non solo devi creare un vuoto in ciascuno dei tubi, ma anche saldare correttamente l'assorbitore. Tutto ciò richiede attrezzature specializzate e conoscenze adeguate. Inoltre, durante l'installazione è necessario osservare una serie di condizioni.

1. Scegliere la giusta posizione di installazione (necessariamente da sud), eliminando tutto ciò che potrebbe creare ombra.
2. Garantire il movimento del liquido refrigerante esclusivamente dal basso verso l'alto.
3. Prevenire il surriscaldamento del collettore: ciò danneggerebbe l'intero sistema.

In breve, una stazione solare sottovuoto lo èsistema estremamente complesso, che è meglio acquistare già pronto. In effetti, è possibile creare un modello fatto in casa di un dispositivo del genere se non ci sono più di due dozzine di fabbriche nel mondo che producono questo tipo di prodotto? È per questo motivo che nel nostro caso possiamo parlare solo di autoassemblaggio della struttura da fiaschi di fabbrica.

Ma anche qui c’è un problema. Per una corretta installazione è necessario possedere competenze idrauliche per non rompere la tenuta dei tubi. Pertanto, è molto più semplice acquistare un prodotto già pronto, anche se costoso, piuttosto che assemblarlo da soli e temere rotture ogni volta che lo si accende.

Come assemblare un collettore d'aria

Se decidi di assemblare tu stesso il sistema solare, prenditi prima cura di tutti gli strumenti necessari.

Cosa sarà richiesto al lavoro

1. Cacciavite.

2. Chiavi regolabili, per tubi e a bussola.

Tecnologia di assemblaggio

Per il montaggio è consigliabile avere almeno un assistente. Il processo stesso può essere suddiviso in più fasi.

Primo stadio. Innanzitutto, assembla il telaio, preferibilmente proprio nel luogo in cui verrà installato. L'opzione migliore è il tetto, tutti i dettagli della struttura possono essere trasferiti lì separatamente. La stessa procedura di installazione del telaio dipende dal modello specifico ed è prescritta nelle istruzioni.

Seconda fase.Fissare saldamente il telaio al tetto. Se il tetto è in ardesia, utilizzare travi di rivestimento e viti spesse; se è in cemento, utilizzare normali ancoraggi.

In genere, i telai sono progettati per l'installazione su superfici piane (massimo con un'inclinazione di 20 gradi). Sigillare i punti in cui è attaccato il telaio alla superficie del tetto, altrimenti perderanno.

Terza fase.Forse il più difficile, perché bisogna sollevare sul tetto un serbatoio di stoccaggio pesante e sovradimensionato. Se non è possibile utilizzare attrezzature speciali, avvolgere il serbatoio in un tessuto spesso (per evitare possibili danni) e sollevarlo tramite un cavo. Quindi fissare il serbatoio al telaio utilizzando le viti.

Quarta fase. Successivamente è necessario montare i componenti ausiliari. Ciò può includere:

• termosifone;
• termometro;
• condotto dell'aria automatizzato.

Installare ciascuna delle parti su una speciale guarnizione ammorbidente (anche queste sono incluse nel kit).

Nota! Il sensore di temperatura è fissato con una chiave a tubo!

Quinta tappa . Collegare l'alimentazione idrica. Per fare questo si possono utilizzare tubi di qualsiasi materiale, l'importante è che resistano a temperature di 95°C. Inoltre, i tubi devono essere resistenti alle basse temperature. Da questo punto di vista il polipropilene è il più adatto.

Sesta tappa. Dopo aver collegato l'alimentazione idrica, riempire il serbatoio con acqua e verificare la presenza di perdite. Verifica se la tubazione perde: lascia il serbatoio pieno per diverse ore, quindi ispeziona attentamente tutto e, se necessario, ripara il problema.

Settima tappa. Dopo essersi assicurati che la tenuta di tutti i collegamenti sia normale, procedere con l'installazione degli elementi riscaldanti. Per fare questo, avvolgere il tubo di rame in un foglio di alluminio e posizionarlo in un tubo a vuoto di vetro. Posizionare una tazza di contenimento e uno stivale di gomma sul fondo del pallone di vetro. Inserisci completamente la punta di rame all'altra estremità del tubo nel condensatore di ottone.

Nota! Noterai una sostanza viscosa sui tubi di vetro. Non rimuoverlo in nessun caso: è un lubrificante per contatto termico.

Tutto ciò che resta da fare è agganciare la coppetta di fissaggio sulla staffa. Installare i restanti tubi allo stesso modo.

Ottava tappa . Installare il blocco di montaggio sulla struttura e alimentarlo con alimentazione a 220 volt. Quindi collega tre unità ausiliarie a questo blocco (le hai installate nella quarta fase del lavoro). Anche se il blocco di montaggio è impermeabile, prova a coprirlo con una visiera o qualche altra protezione dalle precipitazioni. Quindi collega il controller all'unità: ti consentirà di monitorare e regolare il funzionamento del sistema. Installa il controller in qualsiasi posto conveniente.

Questo completa l'installazione del collettore del vuoto. Immettere tutti i parametri necessari nel controller e avviare il sistema.

E ultimo (ma non meno importante) consiglio importante:non dimenticare la manutenzione regolare dell'installazione: ciò non solo ne aumenterà l'efficienza, ma ne prolungherà anche la durata.

Video – Collettore solare sottovuoto

Risorse energetiche. L'energia solare gratuita sarà in grado di fornire acqua calda per il fabbisogno domestico per almeno 6-7 mesi all'anno. E nei restanti mesi aiuta anche l’impianto di riscaldamento.

Ma la cosa più importante è che un semplice collettore solare (a differenza, ad esempio, di) può essere realizzato in modo indipendente. Per fare ciò, avrai bisogno di materiali e strumenti che possono essere acquistati presso la maggior parte dei negozi di ferramenta. In alcuni casi sarà sufficiente anche quello che si trova in un normale garage.

Nel progetto è stata utilizzata la tecnologia di assemblaggio del riscaldatore solare presentata di seguito "Accendi il sole: vivi comodamente". È stato sviluppato appositamente per il progetto da un'azienda tedesca Il partner solare è stato citato in giudizio, che vende, installa e fornisce assistenza professionale per collettori solari e sistemi fotovoltaici.

L'idea principale è che tutto dovrebbe essere economico e allegro. Per fabbricare il collettore vengono utilizzati materiali abbastanza semplici e comuni, ma la sua efficienza è abbastanza accettabile. È inferiore a quello dei modelli di fabbrica, ma la differenza di prezzo compensa completamente questo svantaggio.

I raggi del sole attraversano il vetro e riscaldano il collettore e la vetratura impedisce la perdita di calore. Il vetro impedisce inoltre il movimento dell'aria nell'assorbitore; senza di esso il collettore perderebbe rapidamente calore a causa del vento, della pioggia, della neve o delle basse temperature esterne.

Il telaio deve essere trattato con un antisettico e una vernice per uso esterno.

Nell'alloggiamento sono realizzati fori passanti per fornire il liquido freddo e rimuovere il liquido riscaldato dal collettore.

L'assorbitore stesso è verniciato con un rivestimento resistente al calore. Le normali vernici nere iniziano a sfaldarsi o ad evaporare ad alte temperature, il che porta all'oscuramento del vetro. La vernice deve essere completamente asciutta prima di applicare la copertura in vetro (per evitare la formazione di condensa).

L'isolamento è posto sotto l'assorbitore. La più utilizzata è la lana minerale. La cosa principale è che può sopportare temperature piuttosto elevate durante l'estate (a volte oltre i 200 gradi).

La parte inferiore del telaio è ricoperta con pannelli OSB, compensato, pannelli, ecc. Il requisito principale per questa fase è assicurarsi che il fondo del collettore sia protetto in modo affidabile dall'ingresso di umidità.

Per fissare il vetro nel telaio, vengono realizzate delle scanalature o vengono fissate delle strisce lungo la parte interna del telaio. Quando si calcola la dimensione del telaio, è necessario tenere conto del fatto che quando il tempo (temperatura, umidità) cambia durante l'anno, la sua configurazione cambierà leggermente. Pertanto, su ciascun lato del telaio vengono lasciati alcuni millimetri di margine.

Una guarnizione in gomma per finestra (a forma di D o E) è fissata alla scanalatura o alla striscia. Su di esso viene posizionato il vetro, sul quale viene applicato allo stesso modo un sigillante. Il tutto è fissato superiormente con lamiera zincata. Pertanto, il vetro è fissato saldamente al telaio, la guarnizione protegge l'assorbitore dal freddo e dall'umidità e il vetro non verrà danneggiato quando il telaio in legno “respira”.

Le giunzioni tra le lastre di vetro sono isolate con sigillante o silicone.

Per organizzare il riscaldamento solare in casa avrai bisogno di un serbatoio di accumulo. L'acqua riscaldata dal collettore viene immagazzinata qui, quindi vale la pena prendersi cura del suo isolamento termico.

Come serbatoio è possibile utilizzare:

• caldaie elettriche non funzionanti
• varie bombole di gas
• botti per uso alimentare

La cosa principale è ricordare che un serbatoio sigillato svilupperà una pressione in funzione della pressione dell'impianto idraulico a cui verrà collegato. Non tutti i contenitori possono resistere alla pressione di diverse atmosfere.

Nel serbatoio sono realizzati dei fori per l'ingresso e l'uscita dello scambiatore di calore, l'ingresso dell'acqua fredda e l'ingresso dell'acqua riscaldata.

Il serbatoio ospita uno scambiatore di calore a spirale. Per questo vengono utilizzati rame, acciaio inossidabile o plastica. L'acqua riscaldata attraverso lo scambiatore di calore salirà verso l'alto, quindi dovrebbe essere posizionata sul fondo del serbatoio.

Il collettore è collegato al serbatoio mediante tubi (ad esempio, metallo-plastica o plastica) trasportati dal collettore al serbatoio attraverso uno scambiatore di calore e di nuovo al collettore. In questo caso è molto importante evitare perdite di calore: il percorso dal serbatoio al consumatore dovrebbe essere il più breve possibile e i tubi dovrebbero essere molto ben isolati.

Il vaso di espansione è un elemento molto importante dell'impianto. È un serbatoio aperto situato nel punto più alto del circuito di circolazione del liquido. Per il vaso di espansione è possibile utilizzare un contenitore in metallo o in plastica. Con il suo aiuto, viene controllata la pressione nel collettore (a causa del fatto che il liquido si espande dal riscaldamento, i tubi potrebbero rompersi). Per ridurre la perdita di calore, anche il serbatoio deve essere isolato. Se è presente aria nel sistema, può fuoriuscire anche attraverso il serbatoio. Il serbatoio viene riempito di liquido anche attraverso il vaso di espansione.