Collettore solare realizzato con tubi in PVC. Realizziamo un collettore solare con le nostre mani. Caldaia solare realizzata con tubi in HDPE e tubi in PVC

Un collettore solare è un dispositivo progettato per assorbire l'energia solare e convertirla in calore ai fini del suo ulteriore trasferimento al liquido di raffreddamento. Il dispositivo classico è una piastra di metallo nero inserita in una custodia di vetro o plastica, la cui superficie assorbe le radiazioni. Ne esistono diversi tipi e il loro scopo può essere diverso. Diamo uno sguardo più da vicino al principio di funzionamento di questo dispositivo, nonché alla produzione passo passo di questo oggetto con le nostre mani.

Quali esistono?

A seconda della temperatura che possono raggiungere le piastre, i collettori sono:

• basse temperature: non forniscono energia ad alta potenza, riscaldano l'acqua a non più di 50 gradi Celsius;
• temperature medie: riscaldano l'acqua fino a 80 gradi, quindi possono essere utilizzate per riscaldare gli ambienti;
• alte temperature: vengono utilizzate principalmente nelle imprese industriali ed è impossibile realizzarle in casa.

I collettori integrati si dividono in:

• cumulativo integrato;
• Piatto;
• liquido;
• aria.

Collettore cumulativo integrato o meno a termosifone. Non solo può riscaldare l'acqua, ma anche mantenere la temperatura desiderata per qualche tempo. Non ha pompe, quindi è molto più economico rispetto ad altre opzioni. Il dispositivo di accumulo è una struttura composta da uno o più serbatoi riempiti d'acqua e posti in una scatola termoisolata. Sopra i serbatoi è presente un coperchio in vetro che passa attraverso il vetro e riscalda l'acqua. Questa è un'opzione economica, di facile manutenzione e facile da usare. Tuttavia in inverno il suo utilizzo è molto difficoltoso.

Un collettore piano si presenta come una normale scatola metallica piatta, all'interno della quale è presente una piastra nera che assorbe luce del sole. Il coperchio in vetro della scatola lo valorizza, il vetro ha un basso contenuto di ferro, aiutando così ad assorbire tutti i raggi. La scatola stessa è isolata termicamente e la piastra nera riceve calore, motivo per cui il calore viene rilasciato. Tuttavia, l'efficienza del wafer è solo del 10%, quindi è inoltre rivestito con uno strato di semiconduttore amorfo. I collettori piani vengono utilizzati per il riscaldamento degli ambienti e altre esigenze domestiche.

Nei dispositivi di stoccaggio di liquidi, il refrigerante principale è liquido, sono smaltati e non smaltati, con un sistema di scambio termico chiuso e aperto.

I collettori ad aria sono molto più economici dei loro omologhi ad acqua. Non congelano in inverno e non perdono. Sono utilizzati per l'essiccazione dei prodotti agricoli.

C'è un altro tipo - hub , differiscono nella concentrazione i raggi del sole. Ciò avviene grazie alla superficie a specchio, che dirige la luce sugli assorbitori. Il loro principale svantaggio è l'incapacità di lavorare nelle giornate nuvolose, quindi vengono utilizzati in paesi con climi caldi.

Forni solari e distillatori. I distillatori funzionano secondo il principio dell'evaporazione dell'acqua, quindi non solo forniscono energia termica, ma purificano anche l'acqua. Le stufe vengono utilizzate anche per riscaldare e sterilizzare l'acqua.

Galleria fotografica: diverse tipologie di collezionisti

La struttura del collettore di accumulo può contenere più serbatoi. I collettori piani vengono spesso utilizzati per riscaldare ambienti e acqua nelle piscine. In un collettore liquido, il vettore di calore è l'acqua. I collettori ad aria possono essere utilizzati anche per essiccare la frutta.

Schema di lavoro

Il collettore è costituito da due parti principali: un captatore di luce e un accumulatore di scambio termico, che converte l'energia radiante in energia termica e la trasferisce al liquido di raffreddamento. Gli accumulatori possono essere sotto vuoto, a tubi o piatti. Nel primo, il design è simile a un thermos: un tubo è inserito nell'altro e tra loro si forma il vuoto, creando un isolamento termico ideale. Grazie alla forma cilindrica dei tubi, i raggi del sole li colpiscono perpendicolarmente e trasmettono la massima energia.

Il collettore solare è costituito da due parti principali: un collettore di luce e una batteria di scambio termico

Il liquido di raffreddamento in tali strutture è l'acqua normale. Non solo può riscaldare la stanza, ma serve anche per le esigenze domestiche. Allo stesso tempo, non vi è alcun rilascio di anidride carbonica nell’atmosfera, cosa molto importante al giorno d’oggi. Inoltre, non sono richiesti costi di carburante e l'efficienza del collettore è dell'80%. Nella maggior parte della Russia, da marzo a ottobre, in media, il sole produce 4-5 kWh/m2 al giorno, che consentono a un piccolo apparecchio di 2 m2 di riscaldare fino a 100 litri di acqua al giorno.

Per l'utilizzo in tutte le stagioni il collettore deve avere un'ampia superficie, due circuiti antigelo e scambiatori di calore aggiuntivi. Così, grazie ad un utilizzo sapiente dell'energia, potrete ricevere calore gratuitamente 7 mesi all'anno, indipendentemente dal fatto che fuori ci sia o meno il sole.

Energia termica per la tua casa: come realizzare un collettore con le tue mani?

Per realizzare il dispositivo possono essere utilizzate lastre di policarbonato, tubi di rame o polipropilene.

Il design più universale è lo sviluppo dell'ingegnere bulgaro Stanislav Stanilov. Il principale principio di funzionamento di questo collettore è l'utilizzo dell'effetto serra. Il dispositivo di accumulo è un radiatore tubolare posto in una scatola di legno termoisolante, saldata da tubi di acciaio. Per l'alimentazione e lo scarico dell'acqua vengono utilizzati tubi dell'acqua con un diametro di 1 o ¾ pollici.

Il box è isolato termicamente su tutti i lati utilizzando polistirolo espanso, polistirolo espanso, minerale o ecowool. Particolarmente coibentato è il fondo, dove sopra l'isolante è posta una lamiera di lamiera zincata, sulla quale è posizionato il radiatore stesso. È fissato nella scatola con fascette in acciaio. La lamiera e il radiatore sono verniciati con vernice nera opaca e la scatola è ricoperta di vernice bianca su tutti i lati tranne il coperchio in vetro. Il vetro di copertura, attraverso il quale la luce solare passa al radiatore, è ben sigillato. L'accumulatore di calore può essere un barile di metallo posto in una tavola o in una scatola di compensato, la cui cavità è riempita con ecowool, segatura secca, argilla espansa e sabbia.

Strumenti e materiali richiesti

Il principio principale di funzionamento di un tale collezionista è l'uso dell'effetto serra

• vetro (ad esempio 1700/750 mm);
• cornice in vetro;
• pannello rigido per il fondo;
• tavola di sezione 120/25 mm;
• nastro di acciaio di sezione 20/2,5 mm, lunghezza 3 m;
• cuscinetto angolare;
• blocco di legno con sezione di 50/30 mm;
• accoppiamento;
• tubo del radiatore;
• tubo di scarico del radiatore;
• morsetti per fissaggio;
• ferro zincato come riflettore;
• isolante termico;
• serbatoio 200-300 litri.

Produzione: passaggi passo dopo passo

Il design del collettore solare è semplice

1. Una scatola è composta da assi, il cui fondo è rinforzato con legno.
2. Sul fondo è posto l'isolamento termico (plastica espansa, polistirolo espanso, lana minerale), sopra il quale è posto un foglio di ferro o stagno.
3. Il radiatore viene posizionato sopra e fissato con fascette in acciaio.
4. Tutti i collegamenti sono sigillati, i giunti e le fessure sono sigillati.
5. I tubi del radiatore e le lamiere sono verniciati di nero.
6. La scatola e il serbatoio dell'acqua sono verniciati in argento. Il serbatoio dell'acqua viene posto in una scatola o botte termoisolante (tra il serbatoio e le pareti della scatola viene versato materiale termoisolante).
7. Per creare una bassa pressione costante, acquista una camera dell'acqua con una valvola a galleggiante, come in un barile di toilette. Può essere acquistato presso un negozio di idraulica.
8. Nella soffitta della casa, sotto il tetto, si trova una camera d'acqua e un serbatoio di stoccaggio dell'acqua (serbatoio). La camera dell'acqua è posizionata ad almeno 0,8 m sopra il serbatoio.
9. Il collettore è posto sul tetto del lato sud della casa ad un angolo di 45° rispetto all'orizzonte.
10. Successivamente viene collegato l'intero sistema tra loro tramite tubi: i tubi da mezzo pollice vengono utilizzati per installare la parte ad alta pressione del sistema dalla camera dell'acqua all'ingresso della rete idrica. Le parti a bassa pressione sono installate con tubi in pollici. Il numero minimo di tubi è di 12 pezzi, ma, a seconda delle distanze tra le parti del collettore, saranno necessari 18-15 tubi, ma non meno di 12.
11. Per evitare sacche d'aria, il sistema viene riempito con acqua dal fondo del radiatore. Non appena l'intero sistema è pieno d'acqua, l'acqua scorrerà dal tubo di drenaggio dell'Aqua Chamber.
12. Aprire la valvola nel tubo per riempire il serbatoio.
13. L'acqua inizia immediatamente a riscaldarsi. L'acqua calda sale, spostando l'acqua fredda ed entra automaticamente nel radiatore.
14. Non appena viene utilizzata una parte dell'acqua, la valvola a galleggiante nella camera dell'acqua entra in funzione e l'acqua fredda scorre nuovamente nella parte inferiore del sistema. Non c'è miscelazione dell'acqua.

Di notte è consigliabile chiudere l'accesso dell'acqua al serbatoio per evitare perdite di calore.

Video: installazione di un collettore solare ad aria per il riscaldamento di una casa

Video: utilizzo dell'energia solare per riscaldare una piscina

Video: produzione e installazione di un collettore per il riscaldamento di una serra

Video: un semplice dispositivo per raccogliere l'energia solare dalle lattine di birra

Usa l'energia solare per riscaldare la tua casa, la serra o la piscina. Il collettore solare ti aiuterà a risparmiare molti soldi e durerà a lungo.

Usare l'energia solare gratuita per riscaldare e acqua calda la tua casa è piuttosto allettante. Ciò può essere fatto utilizzando un impianto solare, il cui elemento principale è il collettore solare. Ma uno dei fattori limitanti per l’utilizzo degli impianti solari è il loro costo relativamente elevato. Ma puoi farli da solo. Pertanto, in questo articolo parleremo del principio del loro funzionamento, dei tipi e anche di come assemblare e realizzare un collettore solare con le proprie mani per riscaldare una casa e fornirle acqua calda da vari materiali disponibili.

Principio di funzionamento e tipologie di collettori solari

I collettori solari sono scambiatori di calore che catturano l'energia del sole e la convertono, a seconda della loro tipologia, in energia termica del liquido o dell'aria che circola al loro interno. Il liquido o l'aria riscaldata nel collettore viene utilizzata per la fornitura di acqua calda o per il riscaldamento della casa direttamente o tramite scambiatori di calore aggiuntivi, ad esempio tramite caldaie a riscaldamento indiretto. Il compito principale di qualsiasi collettore di questo tipo è "catturare" quanta più energia solare possibile e trasferirla al liquido di raffreddamento che circola al suo interno con perdite minime.

Tipi di collettori solari

In base al tipo di liquido refrigerante circolante e riscaldato al loro interno, i collettori solari possono essere:

• Liquido;
• Aria.

A seconda delle caratteristiche progettuali e del tipo di superficie di scambio termico, possono essere:

• Sotto forma di contenitore;
• Tubo;
• Piatto;
• Vuoto.

Liquido I collettori solari, come suggerisce il nome, sono riempiti di un liquido che circola e si riscalda al loro interno. Potrebbe essere acqua naturale o liquido antigelo (antigelo). Nel primo caso, l'acqua riscaldata può essere fornita direttamente al sistema di fornitura di acqua calda, a un serbatoio di accumulo o ad una caldaia a riscaldamento indiretto e nel secondo caso solo alla caldaia. Tali collettori possono essere utilizzati sia per fornire acqua calda alla casa sia per riscaldarla. Tutto dipende dalla potenza dell'impianto solare.

Aria I collettori solari vengono utilizzati principalmente per il riscaldamento domestico. L'aria fredda dalla stanza viene fornita a tale collettore, lì riscaldata e restituita alla stanza mediante circolazione naturale o forzata.

La maggior parte di questi tipi di collettori solari possono essere realizzati in modo indipendente. Mostrando la tua immaginazione, puoi utilizzare vari materiali disponibili per realizzarli: contenitori di plastica o metallo, tubi, tubi flessibili, radiatori usati e persino lattine di birra. Di seguito esamineremo diversi modelli di collettori solari che puoi realizzare utilizzando questi e altri materiali disponibili.

Collettore solare realizzato in contenitore metallico o plastico

Il collettore solare più semplice può essere realizzato con le tue mani da un contenitore di metallo o plastica con un volume di 50-100 litri. Questa è la cosiddetta doccia estiva, abbastanza comune nelle zone rurali e nelle dacie.

Collettore solare per il riscaldamento dell'acqua da botti metalliche

Il migliore versione in metallo Tale raccoglitore avrà un contenitore in acciaio inossidabile, verniciato di nero all'esterno. È vero, il costo di un contenitore così nuovo è piuttosto elevato. Pertanto è possibile utilizzare contenitori usati. Ad esempio, saldare un serbatoio da due vecchi contenitori in acciaio inossidabile lavatrici. È possibile utilizzare anche contenitori in metallo ferroso, zincati o verniciati con vernice impermeabile. Contenitori di plastica Sono buoni perché sono leggeri e non si corrodono, ma sono di breve durata, poiché la plastica non tollera bene le radiazioni ultraviolette.

La botte viene installata sul lato sud del tetto della casa o direttamente sopra la doccia esterna. Se la canna non è sigillata, la fornitura fredda e quella riscaldata vengono prelevate dal basso. La pressione dell'acqua calda nel punto di presa sarà determinata dall'altezza dell'installazione e dal livello dell'acqua nella canna. Si sta riempiendo acqua fredda, che viene riscaldato per qualche tempo e poi utilizzato.

Se la canna è sigillata, allora l'alimentazione acqua fredda viene effettuata dal basso e l'immissione di calore avviene dall'alto. Questo contenitore è collegato al sistema di fornitura di acqua fredda ( stazione di pompaggio) e quando l'acqua riscaldata viene immessa nel barile, l'acqua fredda esce dal sistema, sostituendo l'acqua calda parte in alto.

Il vantaggio di un tale collettore solare è la sua semplicità. È facile farlo da solo. Se la canna è di forma cilindrica, è ben illuminata dalla luce solare durante il giorno.

Svantaggi di questo design:

• Può essere utilizzato solo in tempo caldo dell'anno;
• inefficace in caso di vento e quando il sole è oscurato dalle nuvole;
• Grande inerzia: riscaldamento dell'acqua relativamente lungo;
• L'acqua riscaldata durante il giorno si raffredda di notte.

Come realizzare e assemblare un collettore solare da tubi metallici

Un collettore solare semplice ed efficace può essere realizzato con le tue mani da tubi metallici a pareti sottili: acciaio, rame o alluminio. Si tratta di uno scambiatore di calore tubolare (radiatore), che è collocato in una scatola termicamente isolata realizzata con assi, compensato o truciolato.

Il miglior materiale Per la fabbricazione di un radiatore a collettore solare viene sicuramente utilizzato il rame. Ha un eccellente trasferimento di calore e non è soggetto a corrosione. Ma questo materiale è piuttosto costoso. I tubi in alluminio, sebbene più economici di quelli in rame, possono essere difficili da saldare.

Il modo più economico e semplice per realizzare uno scambiatore di calore è utilizzare tubi di acciaio. Possono essere saldati utilizzando una saldatrice convenzionale. Per realizzare un radiatore di questo tipo si possono utilizzare tubi in acciaio con un diametro di ½ - 1″. Allo stesso tempo, per fornire acqua fredda e rimuovere l'acqua riscaldata vengono utilizzati tubi con diametro maggiore e pareti più spesse, e per lo scambiatore di calore stesso: diametri più piccoli e pareti più sottili.

Schema di un radiatore a collettore solare costituito da tubi

Le dimensioni del radiatore collettore solare, e quindi la lunghezza delle tubazioni, dipendono dalla potenza richiesta. Ma se lo rendi troppo grande e ingombrante, potrebbe diventare difficile da montare e installare. Pertanto, è meglio se le sue dimensioni sono comprese tra: larghezza - 0,8-1 me altezza 1,5-1,6 m La potenza di tale collettore sarà compresa tra 1,2 e 1,4 kW. Se è necessario aumentare la potenza di un impianto solare, è possibile realizzare diversi di questi collettori e collegarli tra loro.

In questo caso, per realizzare un radiatore a collettore solare, avremo bisogno di due tubi a parete spessa con un diametro di ¾ - 1″ e una lunghezza di 0,8-1 m e 12-18 tubi a parete sottile con un diametro di ½ - ¾ " e una lunghezza di 1,5-1,6 m.

Nei tubi a pareti spesse che serviranno per la fornitura e il drenaggio dell'acqua, vengono praticati dei fori per tubi a pareti sottili di diametro inferiore con incrementi di 3-4,5 cm, un'estremità di tale tubo è tappata e una filettatura è saldata all'altra oppure vi è tagliato un filo.

I tubi sono saldati in una struttura del radiatore e verniciati con vernice nera opaca.

Ora devi realizzare una scatola termicamente isolata per il radiatore. Per fare ciò, è possibile utilizzare compensato resistente all'umidità, pannelli truciolari, OSB o pannelli bordati. Ma il compensato impermeabile (WRP) sarebbe la soluzione migliore.

Le dimensioni della scatola sono calcolate tenendo conto delle dimensioni del radiatore, dello strato isolante e degli spazi tra loro. L'altezza dei lati della scatola deve tenere conto dello spessore dell'isolamento, dei tubi stessi, nonché della loro distanza dal fondo e dal vetro o policarbonato che ricopre la scatola (10-12 mm). All'estremità superiore dei lati è realizzata una rientranza (scanalatura) per vetro o policarbonato. In una delle pareti laterali sono realizzati dei fori per i tubi di adduzione dell'acqua e di drenaggio. Gli elementi della scatola sono collegati in un'unica struttura mediante viti autofilettanti.

Come isolante, puoi prendere polistirolo espanso, normale (schiuma di plastica) o estruso, nonché lana minerale con una densità di almeno 25. Uno strato isolante (almeno 5 cm) è montato dall'interno sul fondo e sui lati della scatola. Sopra viene posta una lamiera di metallo zincato o uno strato di lamina spessa, anch'essa verniciata di nero opaco.

Il fissaggio del radiatore nella scatola avviene mediante fascette o fascette, la cui presenza dovrà essere prevista in fase di realizzazione della scatola. La posizione e la dimensione delle fascette dipendono dal design del radiatore e dalla dimensione dei tubi.

La parte superiore della scatola è rivestita in vetro o policarbonato. Il rivestimento si inserisce nelle scanalature (campionamento) ed è fissato saldamente. Tutti i giunti sono sigillati.

Il collettore solare è pronto. Va installato sul lato sud della casa con un'inclinazione rispetto all'orizzonte di 35-45 ⁰. Sulla base è possibile realizzare un impianto solare, che comprende un serbatoio di accumulo di acqua calda isolato termicamente con una capacità di 100-200 litri o una caldaia a riscaldamento indiretto.

Installazione di un collettore solare finito

Collettore realizzato con tubi in plastica o metallo-plastica

Puoi anche realizzare un collettore solare con le tue mani utilizzando tubi in plastica HDPE o PP. Sebbene il trasferimento di calore della plastica sia inferiore del 13-15% rispetto a quello del metallo, è molto più economico del rame e non si corrode come l'acciaio nero.

Per realizzare un semplice collettore solare con le proprie mani, i tubi in HDPE con un diametro di 13-20 mm possono essere posati in una scatola a forma di spirale, fissati con fascette e verniciati di nero.

Opzione di un collettore solare realizzato con tubi in plastica HDPE

Tubi in polipropilene Si piegano male, ma sono facili da collegare mediante saldatura utilizzando raccordi speciali. I tubi sottomarini (collettori orizzontali) possono essere realizzati con tubi in PP con un diametro di 25 mm e lo scambiatore di calore stesso con tubi con un diametro di 20 mm. Dipingiamo di nero il radiatore del collettore solare finito e lo installiamo in una scatola, realizzata come nella versione con tubi metallici.

Puoi anche realizzare un radiatore per un collettore solare in metallo tubi di plastica. Allo stesso tempo, possono essere collegati utilizzando raccordi, secondo lo stesso schema dei tubi in PP, oppure possono essere posati a zigzag (“serpente”) o sotto forma di spirale. La seconda opzione è più semplice. Ma va ricordato che il raggio di curvatura dei tubi in metallo-plastica non deve essere inferiore a 7 diametri di tubo.

Opzione per un collettore solare realizzato con tubi in metallo-plastica

Collettore solare da un radiatore del frigorifero

Se hai il radiatore di un vecchio frigorifero, puoi anche usarlo per creare il tuo collettore solare. Per fare ciò è necessario risciacquarlo accuratamente per rimuovere i residui di freon. Durante il lavaggio, dovresti anche controllarne la tenuta per vedere se ci sono perdite. Se esistono, questi luoghi devono essere sigillati mediante saldatura a freddo o brasatura.

Radiatore di un vecchio frigorifero

Il radiatore stesso deve essere verniciato con vernice nera opaca.

È inoltre necessario prevedere un metodo per collegare i tubi di ingresso e di uscita al serbatoio di accumulo dell'impianto solare o ad altri elementi, a seconda della sua tipologia. Per fare ciò, ad esempio, è possibile saldare fili della dimensione richiesta alle estremità dei tubi o allungare i tubi di gomma, fissandoli con fascette.

Il radiatore collettore solare così preparato viene fissato con fascette in una scatola termicamente isolata realizzata tenendo conto delle sue dimensioni. La scatola stessa può essere realizzata allo stesso modo dei casi precedenti.

Collettori solari ad aria per il riscaldamento domestico

Oltre ai collettori solari sopra descritti, in cui il liquido viene riscaldato utilizzando l'energia solare, è possibile realizzare strutture proprie in cui viene riscaldata l'aria. Questo collettore solare può essere utilizzato per il riscaldamento aggiuntivo della casa. L'aria fredda dalla stanza viene fornita allo scambiatore di calore, lì riscaldata e reimmessa nella stanza.

Lo scambiatore di calore per un impianto solare di questo tipo può essere realizzato in lamiera, tubi metallici a parete sottile o anche lattine di birra o altre bevande. Considereremo i progetti di tali collezionisti stessi in un altro articolo in questa sezione.

Come ho realizzato un collettore solare con le mie mani: video

È possibile organizzare il riscaldamento di una casa privata diversi modi. Molto spesso si tratta di un collegamento a un sistema di riscaldamento centralizzato o dell'installazione di dispositivi di riscaldamento individuali che riscaldano il liquido di raffreddamento bruciando gas, combustibile liquido o solido. Meno spesso, i proprietari di piccoli cottage utilizzano caldaie elettriche e Vari tipi termoventilatori, che dirigono il flusso d'aria nello spazio abitativo.

Oggi esistono metodi di riscaldamento alternativi, come ad esempio dispositivi che convertono la radiazione solare in energia termica. I collettori solari per il riscaldamento domestico sono abbastanza efficienti, completamente rispettosi dell'ambiente e non richiedono una manutenzione particolare.

Perché il riscaldamento solare è vantaggioso?

Il sistema di riscaldamento tramite collettori solari presenta diversi vantaggi molto significativi:

• il calore solare è gratuito e può essere utilizzato in tutti gli angoli del pianeta, indipendentemente dalle condizioni climatiche;
• l'utilizzo dell'energia solare comporta costi esclusivamente per l'acquisto dell'impianto, per il resto del tempo il collettore solare funziona in modo completamente autonomo;
• sistema di design riscaldamento autonomo con un collettore solare è abbastanza semplice, quindi puoi farlo anche da solo.

È importante capire che un collettore fatto in casa e un accumulatore di energia termica avranno un'efficienza piuttosto bassa rispetto ai progetti industriali, ma consentiranno comunque risparmi significativi sulla fornitura di acqua calda a casa.

Il calcolo più semplice mostra che un collettore con una superficie di 3 m2 è sufficiente non solo per creare una fonte acqua calda in una piccola casa privata, ma anche per riscaldarla durante la bassa stagione. Ciò riduce significativamente il costo dell'utilizzo delle risorse energetiche e quindi il budget familiare.

Dispositivo per installazione solare

I collettori solari per il riscaldamento e la creazione di acqua calda sanitaria in una casa sono costituiti dai seguenti componenti:

• dispositivo per il riscaldamento dell'acqua o altro liquido di raffreddamento;
• accumulatore di energia termica;
• circuito per lo spostamento dell'energia termica mediante liquido di raffreddamento.

Un collettore solare per il riscaldamento è un sistema di tubi con un refrigerante costituito da aria, acqua, glicole propilenico o qualsiasi altro liquido non congelante. L'accumulatore di energia termica è un contenitore con una serpentina attraverso la quale circola il liquido refrigerante fornito dal collettore. Il circuito termico serve per abbinare un dispositivo di riscaldamento ad acqua, aria o antigelo con un accumulatore di calore.

L'energia solare entra nel collettore, dove riscalda il liquido di raffreddamento, che circola nell'impianto solare. Dopo il riscaldamento, entra nell'accumulatore di calore, dove avviene lo scambio di calore tra la batteria e l'acqua. L'acqua riscaldata dalla batteria entra nel sistema di riscaldamento o di fornitura di acqua calda della casa.

La circolazione dell'acqua nel sistema solare avviene per gravità o con l'aiuto di pompa di circolazione(a seconda dello scopo del sistema e del metodo di installazione del serbatoio di accumulo rispetto al collettore).

Il movimento naturale dell'acqua o dell'aria lungo il circuito è dovuto al principio della convezione, quando, dopo il riscaldamento, il liquido tende verso l'alto dal collettore all'accumulatore di calore.

Se consideriamo che il sistema solare verrà utilizzato solo per la fornitura di acqua calda, non sarà necessario altro che un collettore solare e un accumulatore di calore. Se si prevede che il sistema venga utilizzato per il riscaldamento della casa, potrebbe essere necessaria una pompa per pompare il liquido di raffreddamento attraverso i radiatori.

Tipi di dissipatori di calore

L'industria moderna ha padroneggiato la produzione di diversi tipi di scambiatori di calore per riscaldamento per sistemi di riscaldamento solare:

• aria;
• Piatto;
• vuoto.

Funzionano tutti secondo lo stesso principio, ma ne hanno alcuni caratteristiche del progetto e la differenza di efficienza. Per la scelta giusta L'uno o l'altro tipo di installazione solare richiede la conoscenza delle loro caratteristiche e un calcolo competente. Diamo un'occhiata a ciascun tipo di collettore solare in modo più dettagliato.

Scambiatore di calore per riscaldamento piatto

Questo tipo di collettore solare per riscaldamento è costituito da una scatola piana, isolata termicamente su tre lati, riempita con una sostanza termoassorbente. All'interno di questa sostanza è presente uno scambiatore di calore costituito da tubi metallici a pareti sottili, attraverso i quali circola acqua o glicole propilenico.

La progettazione di un assorbitore di energia solare piatto e il calcolo dei parametri richiesti sono abbastanza semplici, quindi questo particolare tipo di "riscaldatore" viene utilizzato per realizzare un sistema di riscaldamento solare con le proprie mani.

Un assorbitore di calore sottovuoto è costituito da tubi di vetro, all'interno dei quali sono presenti tubi di diametro inferiore con un adsorbente che accumula il calore solare. All'interno dei tubi con l'adsorbente sono presenti tubi metallici attraverso i quali si muove il liquido di raffreddamento.

Tra il tubo di vetro di grande diametro e il tubo contenente la sostanza che accumula calore viene creato un vuoto che impedisce al calore di fuoriuscire dall'adsorbente nell'atmosfera.

L'efficienza di tale installazione è la più alta tra tutti i tipi di collettori solari. In base alla potenza del dispositivo, viene calcolata l'area richiesta per il riscaldamento del liquido di raffreddamento.

Collettore d'aria per il riscaldamento di una casa

In tale dispositivo, l'aria viene utilizzata come refrigerante, la cui circolazione viene effettuata sia in modo naturale che tramite un ventilatore. Di norma, il collettore d'aria viene utilizzato esclusivamente per il riscaldamento di piccole case di campagna durante la bassa stagione, poiché questo design ha un'efficienza piuttosto bassa. Inoltre, questa installazione non è adatta per il riscaldamento dell'acqua e la creazione di acqua calda sanitaria in casa, quindi viene utilizzata molto raramente dai nostri compatrioti.

Nonostante la bassa efficienza, l'assorbitore d'aria presenta due vantaggi: un design semplice e l'assenza di refrigerante (acqua), e con esso corrosione, perdite, problemi di congelamento, ecc.

Realizzare un collettore solare con le tue mani

Per creare un assorbitore di calore solare piatto, sarà necessario un calcolo piuttosto complesso della superficie necessaria dello scambiatore di calore, del volume del contenitore e della lunghezza del circuito. Il calcolo indipendente richiede conoscenza, esperienza e dati iniziali adeguati. Per semplificare il compito, ti verranno presentate tre dimensioni principali dei sistemi solari:

• il volume del serbatoio della batteria è di 100-150 l, la lunghezza del tubo dello scambiatore di calore è di 7 m, l'area del collettore è di 2 m2;
• il volume del serbatoio della batteria è di 150-300 l, la lunghezza del tubo dello scambiatore di calore è di 9 m, l'area del collettore è di 3 m2;
• il volume del serbatoio della batteria è di 200-400 l, la lunghezza del tubo dello scambiatore di calore è di 12 m, l'area del collettore è di 4 m2.

Istruzioni per l'autoassemblaggio.

Scatola

Può essere costituito da un foglio di compensato o di plastica e da doghe di legno fissate lungo il suo perimetro come lati.

Per realizzarlo, è necessario saldare una griglia o piegarla da tubi metallici, che verranno utilizzati per riscaldare il liquido di raffreddamento. Fissare il prodotto finito con graffette su un secondo foglio di plastica o compensato e dipingerlo con vernice nera opaca.

Incolla l'isolamento su tutta l'area della scatola.

Assemblea

Installare lo scambiatore di calore nella scatola predisposta. Posizionare il vetro sopra l'assorbitore, avendo preventivamente rivestito i punti di contatto con la scatola con sigillante a base siliconica. L'assorbitore di calore solare fatto in casa è pronto.

Realizzazione di un accumulatore di calore

La bobina deve essere ricavata da un tubo di rame e quindi posizionata in un contenitore preparato, avendo precedentemente praticato i fori per l'ingresso e l'uscita del liquido di raffreddamento. Estrarre le estremità dello scambiatore di calore dalla batteria attraverso le guarnizioni.

Isolamento

È necessario isolare accuratamente il serbatoio di accumulo con lana minerale.

Per preservare lo strato isolante, ricoprirlo con un foglio di metallo zincato, creando una sorta di “copertura”.

Installazione

Dovrebbe essere realizzata una struttura portante per l'accumulatore di calore e accanto ad essa dovrebbe essere installato un collettore solare già pronto. Successivamente, collega tutti i dispositivi con un circuito termico.

Avvio del sistema

Per riscaldare l'acqua e fornirla all'edificio, è necessario riempire l'impianto con antigelo e l'accumulatore di calore con acqua. Dopo 20-30 minuti, l'acqua nel serbatoio inizierà a riscaldarsi, dopodiché potrà essere utilizzata per il riscaldamento della stanza o per altre necessità.

Se sei un sostenitore di metodi alternativi per ottenere energia termica a basso costo, prova a creare un collettore solare di base con le tue mani. Il suo dispositivo è relativamente semplice e la sua efficienza è piuttosto elevata.

Tipi di collettori solari: cosa sono?

I collettori sono dispositivi in ​​grado di assorbire l'energia solare, trasformarla in calore e quindi inviarla al liquido di raffreddamento. Un collettore solare standard è realizzato sotto forma di un involucro di plastica o metallo in cui sono installate piastre di metallo nero. Queste piastre possono essere riscaldate ad una certa temperatura.

A seconda delle dimensioni, i collettori si dividono in ad alta, media e bassa temperatura. È impossibile realizzare dispositivi ad alta temperatura a casa. Sono creati utilizzando tecnologie complesse per il funzionamento in grandi impianti industriali. Le strutture a media temperatura che accumulano una quantità sufficiente di energia solare possono essere utilizzate per il riscaldamento degli edifici residenziali e le strutture a bassa temperatura possono essere utilizzate per il riscaldamento dell'acqua. È del tutto possibile realizzare da soli questi due tipi di collezionisti.

I dispositivi a cui siamo interessati si dividono nelle seguenti tipologie:

• Piatto;
• cumulativo;
• aria;
• liquido.

Un collettore piano è una struttura a forma di scatola metallica con una piastra per assorbire la luce del sole. È coperto da un coperchio di vetro con un piccolo contenuto di ferro, grazie al quale quasi tutta la luce solare cade sulla piastra ricevente il calore. La struttura deve essere isolata termicamente. L'efficienza di un tale collettore è oggettivamente piccola: circa il 10%. Può essere incrementato applicando sul wafer uno speciale semiconduttore con caratteristiche amorfe. Tali dispositivi sono adatti per il riscaldamento dell'acqua a casa.

Un collettore a termosifone (accumulo) è considerato più efficiente. Viene utilizzato per riscaldare l'acqua e mantenere la temperatura ad un determinato livello in una stanza per un certo tempo. Strutturalmente è realizzato sotto forma di 1-3 serbatoi installati in una scatola con isolamento termico. Come un dispositivo piatto, è coperto da un coperchio di vetro. È difficile utilizzare un tale collezionista quando fa freddo. Ma in estate, quando la luce del sole è molto forte, può essere utilizzata in casa.

I progetti solari liquidi utilizzano l’acqua come refrigerante. Sono realizzati con il principio dello scambio termico aperto o chiuso; possono essere senza vetro o smaltati. Il funzionamento di tali dispositivi è irto di inconvenienti: spesso perdono e potrebbero congelarsi nei mesi invernali. I collettori d'aria, che vengono spesso utilizzati per essiccare frutta, verdura e volumi relativamente piccoli di altri prodotti agricoli, non presentano questi problemi. L'aereo è strutturalmente semplice e di facile manutenzione, motivo per cui gode di meritata popolarità.

Come funziona il collezionista: è semplice

Tutti i progetti discussi nell'articolo per convertire l'energia solare in energia termica hanno due componenti principali: uno scambiatore di calore e un dispositivo a batteria che raccoglie la luce. Il secondo serve a catturare i raggi solari, il primo a trasformarli in calore.

Il collettore più progressista è quello sottovuoto. In esso, le batterie dei tubi vengono inserite l'una nell'altra e tra di loro si forma uno spazio senz'aria. In sostanza si tratta di un classico thermos. Il collettore del vuoto, grazie al suo design, garantisce un isolamento termico ideale del dispositivo. I tubi al suo interno, tra l'altro, sono di forma cilindrica. Pertanto, i raggi del sole li colpiscono perpendicolarmente, il che garantisce che il collettore riceva una grande quantità di energia.

Esistono dispositivi più semplici: tubolari e piatti. Il collettore del vuoto li supera sotto tutti gli aspetti. Il suo unico problema è la complessità relativamente elevata della produzione. Puoi assemblare un dispositivo del genere a casa, ma richiederà molto impegno.

Il liquido refrigerante nei collettori solari per il riscaldamento in questione è l'acqua, che costa poco, a differenza di tutti gli altri specie moderne carburante e non emette ambiente diossido di carbonio. Un dispositivo per catturare e convertire i raggi del sole, che puoi realizzare da solo, con parametri geometrici di 2x2 metri quadrati, è in grado di fornirti circa 100 litri di acqua calda al giorno per 7-9 mesi. E le grandi strutture possono essere utilizzate per riscaldare una casa.

Se si desidera realizzare un collettore per l'utilizzo tutto l'anno, sarà necessario installare su di esso ulteriori scambiatori di calore, due circuiti con una sostanza antigelo e aumentarne la superficie. Tali dispositivi ti forniranno calore sia con tempo soleggiato che nuvoloso.

Installazione di Stanilov: come realizzarla da solo?

In Europa sono richieste unità di riscaldamento domestico realizzate secondo i disegni di Stanislav Stanilov, un famoso inventore e ingegnere bulgaro. Puoi assemblare un collettore solare di questo tipo con le tue mani, guidato dal seguente diagramma di flusso di lavoro:

1. Prendiamo assi di legno con una sezione di 12x2,5 (3) cm, mettiamo insieme una scatola da esse, rinforzandone ulteriormente il fondo con blocchi di 5x3 cm.
2. Posizioniamo il materiale termoisolante sul fondo della scatola risultante: lana minerale, polistirene espanso o pannelli in schiuma e sopra un foglio di stagno o ferro normale.
3. Dovrai realizzare un radiatore tubolare con tubi di acciaio (saldare insieme diversi prodotti di tubi) e installarlo in una scatola.
4. Fissiamo con cura il radiatore con l'acciaio, copriamo le crepe e gli spazi vuoti nella scatola e lo sigilliamo.
5. Verniciamo gli elementi strutturali esterni di bianco o argento (riducendo così notevolmente le dispersioni di calore), il radiatore e il fondo della scatola sono neri.

Successivamente, dovrai realizzare un dispositivo di accumulo del calore e una camera anteriore speciale. La funzione del primo può essere svolta da qualsiasi contenitore sigillato con un volume di 150–400 litri. È consentito prendere più serbatoi e collegarli insieme. È facile realizzare una camera anteriore da una nave (necessariamente sigillata) con un volume di 40 litri o più. Dovrebbe essere posizionata una normale palla da gru utilizzata in . È necessario formare una pressione piccola ma costante nella camera.

Il serbatoio di accumulo di un dispositivo fatto in casa per il riscaldamento di una casa è isolato termicamente e collocato in una scatola di compensato pre-preparata. La distanza tra le sue pareti e il serbatoio di stoccaggio è riempita con plastica espansa e lana minerale. Alcuni artigiani utilizzano anche la normale segatura per l'isolamento per ridurre il costo della struttura. Ora puoi iniziare ad assemblare e installare il raccoglitore. Innanzitutto, monta la fotocamera anteriore e il dispositivo di archiviazione in un'unica struttura. Il livello dell'acqua nel serbatoio di stoccaggio dovrebbe essere 0,8–0,9 metri più basso rispetto al livello nella camera anteriore.

Successivamente si collegano le tubazioni ai componenti del collettore: il reintegro del serbatoio di accumulo, l'alimentazione dell'acqua (calda) ai miscelatori, l'alimentazione dell'acqua (fredda) alla camera anteriore e ai miscelatori, l'ingresso dell'acqua fredda e due tubi di drenaggio - per la camera anteriore e per il serbatoio di accumulo. Nelle aree con bassa pressione dell'acqua, si consiglia di installare tubi con una sezione trasversale di 1 pollice e nelle aree con alta pressione - 1/2 pollice. Per collegare tubi, vengono utilizzati curve, raccordi a T, adattatori e raccordi. Qui è necessario considerare la situazione, quali elementi acquistare quando si installa un collettore per il riscaldamento di una casa privata.

La struttura assemblata è posta sulla copertura del lato sud dell'edificio. Rispetto all'orizzonte, il suo angolo di inclinazione dovrebbe essere di circa 45°.

Come assemblare un collettore d'aria per una casa dai tubi di scarico?

È ancora più semplice ed economico realizzare un dispositivo che utilizzi l'aria come refrigerante anziché l'acqua. Un collettore d'aria per il riscaldamento dell'acqua e il riscaldamento di una casa è realizzato in questo modo:

1. Una cornice è assemblata da assi di 3-4 cm. Alla parete posteriore è inoltre fissato un foglio di compensato (spessore circa 1 cm) con elevate proprietà resistenti all'umidità.
2. Isoliamo le superfici laterali della scatola assemblata con polistirolo espanso e isoliamo la parete posteriore con lana minerale.
3. L'assorbitore, che sarà posizionato nel nostro collettore d'aria, è costituito da un sottile foglio di alluminio, tubi di scarico in alluminio e morsetti per il collegamento di questi elementi in un unico sistema. Il foglio viene posizionato nel corpo, ad esso sono fissati i tubi. Questi ultimi sono inoltre fissati con una partizione in legno.
4. Realizziamo un ingresso e un'uscita per i tubi su un lato del corpo.
5. Dipingiamo il nostro collettore d'aria di nero.

Fissiamo una lastra di policarbonato cellulare nella parte anteriore della struttura. Ora puoi installare il collettore d'aria realizzato. Questa procedura viene eseguita su supporti stabili (il dispositivo sarà piuttosto pesante) sul lato sud dell'edificio. Successivamente è sufficiente collegare il collettore d'aria al sistema di ventilazione dell'edificio.

L'intera procedura è chiaramente visibile sul video. Usa l'energia solare alternativa, praticamente gratuita, per la tua salute!

I buoni proprietari di case private sono sempre alla ricerca di opportunità per risparmiare sul riscaldamento dell'acqua e sui costi di riscaldamento. Ciò diventa particolarmente rilevante in Ultimamente quando i prezzi dei servizi di pubblica utilità hanno una forte tendenza ad aumentare quasi ogni trimestre. La natura stessa viene in soccorso con la sua inesauribile fonte di energia: la radiazione solare. Applicando nella pratica le leggi della fisica, gli artigiani trovano modi interessanti risparmi progettando e assemblando collettori solari, cosa che probabilmente qualsiasi proprietario di casa può fare da solo: devi solo applicare un po' di impegno e abilità.

Un collettore solare fai-da-te può essere realizzato in diversi modi e con un’ampia varietà di materiali, a volte anche con quelli che stanno semplicemente “sotto i tuoi piedi”. bottiglie di plastica, tubi flessibili o tubi, utilizzando vetro, pannelli in policarbonato e altri materiali.

Alcuni dei metodi di produzione dei collettori verranno discussi di seguito, ma prima vale la pena studiare gli schemi di collegamento: di norma sono approssimativamente comuni per qualsiasi sistema di riscaldamento solare dell'acqua.

Schemi di collegamento del collettore solare dell'acqua

Il funzionamento efficace di un sistema di riscaldamento solare dell'acqua dipende non solo dalla composizione del collettore, ma anche dalla corretta installazione e connessione. Esistono molte opzioni per gli schemi di collegamento, ma non dovresti cercare quelli più complessi, poiché puoi utilizzare abbastanza facilmente quelli di base, che sono accessibili e comprensibili.

Opzione “estiva” di fornitura di acqua calda da un collettore solare

Questo semplice schema di collegamento del collettore solare è applicabile sia per il riscaldamento dell'acqua che per le esigenze domestiche. Se è necessaria acqua calda all'esterno in un edificio estivo, anche il serbatoio viene installato nell'aria. Nel caso in cui la fornitura di acqua calda sia distribuita in tutta la casa e lì sia installato un serbatoio di accumulo.

Opzione “Estate” per il collegamento del collettore

Questo schema prevede solitamente la circolazione naturale dell'acqua, e in questo caso il collettore della batteria è installato 800 ÷ 1000 mm sotto il livello del serbatoio dove scorrerà l'acqua calda - ciò dovrebbe essere garantito dalla differenza di densità dell'acqua fredda e liquido riscaldato. Per collegare il collettore al serbatoio vengono utilizzati tubi con un diametro di almeno ¾ di pollice. Per mantenere l'acqua nel serbatoio di stoccaggio allo stato caldo, che riceverà dal riscaldamento dovuto al sole diurno, le pareti devono essere adeguatamente isolate, ad esempio con lana minerale spessa 100 mm e polietilene (se non è presente un tetto sopra caldaia). Ma è ancora meglio fornire un riparo permanente al contenitore, poiché se l'isolamento si bagna a causa della pioggia, ridurrà significativamente le sue proprietà di isolamento termico.

La circolazione naturale non è molto adatta all'utilizzo in un sistema con collettore solare, poiché crea una debole inerzia nel movimento dell'acqua nel circuito. E se la batteria e il serbatoio sono sufficientemente distanti l'uno dall'altro, l'acqua, dopo aver superato questo percorso, si raffredderà gradualmente. Pertanto, per aumentare l'efficienza, viene spesso installato un sistema di circolazione. Questa opzione è adatta per il riscaldamento dell'acqua solo nella metà calda dell'anno, e in inverno l'acqua dell'impianto dovrà essere drenata, altrimenti, quando si congela, scoppierà facilmente T t rubli

Schema di collegamento “invernale” per il riscaldamento solare dell'acqua

Se si prevede di utilizzare il collettore solare tutto l'anno, per evitare che l'acqua nei tubi si congeli durante il freddo estremo, nel circuito viene invece versato uno speciale antigelo, cioè un liquido non congelante. Lo schema assume una forma completamente diversa: è installata una caldaia a riscaldamento indiretto. In questo caso, l’antigelo riscaldato nel collettore solare passerà attraverso lo scambiatore di calore della caldaia, riscaldando l’acqua nel serbatoio.

Un "gruppo di sicurezza" è necessariamente integrato in questo sistema: automatico condotto dell'aria, manometro e valvola di sicurezza progettato per la pressione richiesta. Per il movimento costante del liquido di raffreddamento, viene solitamente utilizzata una pompa di circolazione.

Opzione di riscaldamento solare

Quando si utilizza l'energia solare termica per riscaldare una casa, viene utilizzata anche una caldaia per il riscaldamento indiretto collegata al collettore, nonché per il riscaldamento aggiuntivo del liquido di raffreddamento, che funziona con combustibile solido o gas. In autunno o giornate primaverili Quando il sole è in grado di riscaldare il liquido di raffreddamento alla temperatura desiderata, la caldaia può essere semplicemente spenta.

Un collettore solare è anche un buon aiuto per riscaldare una casa

Se gli inverni nella regione sono molto freddi, non dovresti aspettarti una grande efficienza dal collezionista, poiché durante questo periodo ci sono pochi giorni di sole e la stella stessa è bassa rispetto all'orizzonte. Pertanto, è semplicemente necessario un ulteriore riscaldamento del liquido di raffreddamento e dell'acqua calda. L'unico modo in cui una batteria solare ti aiuterà a risparmiare sul carburante è che la caldaia riceverà acqua non fredda, ma già leggermente riscaldata, il che significa che dovrai bruciare meno gas o legna per portarla alla temperatura desiderata.

Devi anche sapere che quanto più grande è il collettore solare termico, tanto maggiore sarà l'energia che sarà in grado di assorbire. Pertanto, affinché un tale sistema possa generare calore sufficiente per riscaldare una casa, la dimensione dell'area del collettore deve essere aumentata al 40-45% della superficie totale della casa.

Opzione per la fornitura di acqua calda e riscaldamento da un collettore solare

Per utilizzare un collettore solare sia per il riscaldamento che per la fornitura di acqua calda, è necessario combinare entrambe le opzioni precedenti nel sistema e utilizzare una caldaia speciale per l'acqua con un serbatoio aggiuntivo dotato di una serpentina attraverso la quale circola il liquido di raffreddamento riscaldato dalla batteria solare. A causa del fatto che il serbatoio interno è molto più piccolo di quello principale, l'acqua al suo interno si riscalda dalla serpentina molto più velocemente e trasferisce il calore al contenitore generale.

Il collezionista può essere incluso sistema comune"riscaldamento - fornitura acqua calda"

Inoltre, la caldaia deve essere collegata a un'ulteriore fonte di riscaldamento: può essere una caldaia elettrica o un generatore di calore a combustibile solido.

L'instabilità della temperatura creata dalla batteria solare può contribuire al surriscaldamento del liquido di raffreddamento o, al contrario, al suo raffreddamento troppo rapido nei circuiti di riscaldamento e di alimentazione dell'acqua. Per evitare che ciò accada, l'intero sistema deve essere controllato automaticamente. Installato nel cablaggio controllore temperatura, che può reindirizzare i flussi di refrigerante, accendere o spegnere le pompe di circolazione o eseguire altre operazioni di controllo.

Nello schema presentato sopra, un tale termoregolatore è designato come regolatore.

Quindi in termini generali c'è chiarezza con gli schemi di collegamento (piping). Ma ora ha senso considerare diverse opzioni per realizzare da soli i collettori solari.

Prezzi dei collettori solari

Collettori solari

Collettore solare costituito da un tubo flessibile o da un tubo flessibile

Quelli che hanno una casa privata con un giardino o una dacia, ovviamente, sanno che l'acqua rimasta nelle linee luminose temporanee dopo aver innaffiato i letti si riscalda rapidamente. Questa qualità positiva dei tubi flessibili o dei tubi flessibili è stata utilizzata dagli artigiani per creare da essi scambiatori di calore solare. Va notato che un tale collezionista costerà molte volte meno di quello acquistato in un negozio, ma affinché il processo di produzione abbia successo, è necessario compiere qualche sforzo.

Sul tetto c'è un'intera batteria di collettori solari

Tale collettore può essere costituito da una o più sezioni in cui vengono posati e fissati i tubi flessibili strettamente avvolti in una "chiocciola" a spirale.

"Lumaca" - scambiatore di calore

Questo design può essere definito il più semplice, sia nella progettazione che nell'installazione. Il suo principale svantaggio è che praticamente non può essere utilizzato senza l'uso della circolazione forzata, poiché anche questo lo è lunghe lunghezze circuiti delle tubazioni, la resistenza idraulica supererà la forza di pressione creata dalla differenza di temperatura. Tuttavia, risolvere il problema dell'installazione di una pompa di circolazione non è affatto difficile. E un tale sistema installato in una casa di campagna sarà di grande aiuto e si ripagherà rapidamente, compresi i costi (molto insignificanti) per l'alimentazione della pompa.

Collettori simili vengono utilizzati anche per riscaldare l'acqua nelle piscine. Sono collegati ad un sistema di filtrazione, che è necessariamente dotato di pompa. L'acqua, circolando attraverso i tubi del collettore, ha il tempo di riscaldarsi prima di entrare nella piscina.

In alcuni casi Creando l'intero sistema, puoi fare a meno dell'installazione di un serbatoio di accumulo. Ciò è possibile quando l'acqua calda viene utilizzata solo durante il giorno e in piccole quantità. Ad esempio, un circuito di 150 m di tubo con diametro interno di 16 mm contiene 30 litri d'acqua. E se cinque o sei di queste "lumache" dai tubi vengono raccolte in un'unica batteria, durante il giorno ogni membro della famiglia può fare la doccia più volte e ci sarà ancora molta acqua calda per le necessità domestiche.

Se qualcuno ha dei dubbi sull'efficacia di tale riscaldamento dell'acqua, consigliamo di guardare un video che mostra il test di un raccoglitore di tubi:

Video: efficienza di un semplice collettore solare

Materiali per la produzione

Per realizzare un tale collettore di acqua solare, è necessario preparare alcuni materiali. Non è affatto impossibile che alcuni di essi vengano ritrovati in un fienile o in un garage.

• Un tubo di gomma o un tubo flessibile di plastica nera con un diametro di 20 ÷ 25 mm è essenzialmente l'elemento principale del sistema in cui avverrà lo scambio di calore durante la circolazione dell'acqua. La quantità di tubo dipenderà dalle dimensioni batteria solare- può essere 100 o 1000 metri. Il colore nero del tubo è preferibile perché assorbe il calore più di tutte le altre tonalità.

Va subito notato che i tubi in metallo-plastica non sono particolarmente adatti per realizzare un collettore, anche se rivestiti con vernice nera. Il fatto è che la loro plasticità in questo caso è insufficiente: si rompono quando si piegano con un raggio piccolo e quindi, anche se l'integrità delle pareti non viene violata, l'intensità del flusso d'acqua diminuirà.

I tubi sono venduti in bobine da 50, 100 o 200 metri. Se prevedi di realizzare una batteria di grandi dimensioni, dovrai acquistare diversi alloggiamenti. Se prevedi di utilizzare, ad esempio, 50 o 100 m di tubo in ciascuna sezione, non dovresti acquistare un'intera bobina da 200 metri, è meglio acquistare un tubo misurato già pronto. Ciò contribuirà a risparmiare tempo durante l'installazione.

Il tubo può essere posato non solo a spirale rotonda, ma anche ovale e anche sotto forma di spirale.

Come buona alternativa, puoi provare i moderni tubi in polietilene reticolato PEX. Hanno una buona plasticità, ma non è difficile capire come dargli il colore nero se non è in saldo.

• Se la pendenza del tetto su cui verrà installata la batteria di collettori è ripida, vengono realizzate scatole speciali in barre, compensato o lamiere metalliche per le spirali dei tubi. Per fare questo avrete bisogno di barre 40×40 o 40×50 mm, compensato di 6 mm di spessore o lamiera di metallo di 1,5–2 mm di spessore.

Gli spazi vuoti del futuro modulo sono trattati (legno) o con composti anticorrosivi (metallo). Quindi da essi viene assemblata una scatola in una o più spirali.

A proposito, come lati della scatola è possibile utilizzare vecchi telai di finestre, sui quali viene semplicemente montata la parte inferiore.

• Per il pretrattamento di metallo e legno è necessario acquistare composti antisettici, anticorrosivi e primer.
• I tubi flessibili (tubi) subiranno carichi considerevoli sia dalla massa del liquido di raffreddamento che dalle variazioni di temperatura e dalla pressione interna. Pertanto, cercheranno di interrompere l'installazione, deformarsi e abbassarsi, quindi è necessario fornire fissaggi speciali per mantenerli nella posizione inizialmente specificata.

Può trattarsi di una striscia di metallo fissata tra i tubi con viti autofilettanti.

Un'altra opzione è un fascio sciolto con una corda tesa o una "cravatta" di plastica con una croce o una traversa. Tuttavia, questo metodo di fissaggio è più adatto per un tubo di plastica che per un tubo flessibile, poiché può abbassarsi sul cavo quando la gomma si espande. Se per il collettore viene scelto un tubo di gomma rinforzato, questo metodo è abbastanza adatto per il fissaggio.

Un'altra opzione di fissaggio adatta per un tubo di plastica o un tubo rinforzato possono essere i chiodi con teste larghe. Possono essere infissi nel fondo della scatola (in questo caso deve avere uno spessore di almeno 10 mm), oppure su una specie di croce costituita da un blocco.

• Sarà inoltre necessario predisporre gli elementi di collegamento per il tubo o i tubi. Esistono molte varietà di tali raccordi, ma è necessario scegliere esattamente quelli previsti per quello selezionato per la produzione raccoglitore di materiale.

Oltre a tali connettori, saranno necessari raccordi filettati per passare da un tubo in plastica o gomma a uno in metallo comune. Tale connessione sarà necessaria se il collettore è composto da più moduli.

Per sapere quanti elementi di collegamento sono necessari, è necessario disegnare in anticipo uno schema del sistema in fase di creazione e calcolarne il numero.

• Per combinare tutti i moduli in un'unica batteria, due collezionista - tagliato tubo metallico. Attraverso uno di essi, fissato nella parte inferiore della batteria, l'acqua fredda scorrerà negli scambiatori di calore e nel secondo, fissato nella parte superiore, verrà raccolta l'acqua riscaldata.

Il tubo superiore si collegherà al serbatoio di stoccaggio, ovvero andrà al consumatore. Dovrebbe avere un diametro di 40 ÷ 50 mm.

Installazione della batteria

Dopo aver preparato tutto ciò di cui hai bisogno, puoi iniziare a lavorare.

• Per prima cosa devi trattare tutte le parti in legno della futura struttura con un antisettico.
• Successivamente, se il fondo dei moduli è in lamiera, è necessario rivestirlo con un composto anticorrosivo. In genere, a questo scopo viene utilizzato il mastice progettato per coprire la parte inferiore delle auto.

Noto a tutti gli automobilisti, "anticorrosivo" è ciò di cui hai bisogno

• Dopo che le composizioni si sono asciugate sugli elementi preparati, da essi vengono assemblati moduli singoli o comuni.
• Quindi vengono posati i tubi flessibili, per i quali sono fissati i supporti.

• Per consentire ai tubi di passare liberamente attraverso i lati dei moduli, vengono praticati dei fori nelle parti superiore e inferiore. Di conseguenza, il tubo di ingresso dell'acqua fredda viene condotto nel foro inferiore e l'uscita dell'acqua riscaldata nel foro superiore.
• Se più moduli sono montati verticalmente, o uno comune, in cui sono posizionate anche diverse "lumache" di tubi, una sopra l'altra, l'estremità inferiore di ciascuna spirale è collegata all'uscita superiore di quella sottostante - e secondo secondo questo principio sequenziale, l'intera “colonna” viene commutata. L'estremità più bassa è collegata ad un comune collettore metallico attraverso il quale scorrerà l'acqua fredda. Tutte le file verticali adiacenti sono montate allo stesso modo, con un collegamento comune al collettore di alimentazione.

• Di conseguenza, le estremità superiori dei tubi flessibili della fila orizzontale di moduli più alta sono collegate ad un tubo collettore metallico attraverso il quale viene scaricata l'acqua calda per il consumo.
• Il circuito del collettore a spirale può essere montato anche su una lamiera installata non sul tetto, ma vicino alla casa, sul lato sud, o vicino alla piscina, se necessita di riscaldamento. In questo caso, la base metallica contribuirà a un riscaldamento più rapido dell'acqua e alla ritenzione del calore nei tubi, poiché ha una buona conduttività termica e capacità termica.

• Un'altra opzione per un collettore solare termico può essere la posa del circuito sul piano del tetto in apposite scatole in lunghe file parallele lungo l'intera lunghezza del tetto.

Prezzi dei tubi in polietilene reticolato

Tubi XLPE

Video: un semplice collettore solare con una disposizione lineare dei tubi

Miglioriamo l'effetto con bottiglie di plastica

La figura mostra un collettore solare costituito da tubi flessibili (tubi), la cui efficienza viene notevolmente aumentata attraverso l'uso di normali bottiglie di plastica. Qual è il "trucco" qui? E ce ne sono molti contemporaneamente:

L'effetto di una bottiglia di plastica come involucro - schematicamente

• Le bottiglie fungono da involucro trasparente e impediscono ai flussi d'aria di sottrarre calore durante la cottura assolutamente inutile scambio termico reciproco. Inoltre, le camere d'aria stesse diventano una sorta di accumulatori di calore. Esiste un effetto serra, che viene utilizzato attivamente nella tecnologia agricola.
• La superficie arrotondata della bottiglia funge da lente, esaltando l'effetto della luce solare.
• Se la superficie inferiore della bottiglia è rivestita con materiale in lamina riflettente, è possibile ottenere l'effetto di focalizzare i raggi nell'area in cui passa il tubo. Il riscaldamento non potrà che trarne beneficio.
• Un altro fattore importante. La superficie trasparente in plastica ridurrà in una certa misura l'effetto distruttivo impatto negativo raggi ultravioletti, che né la gomma né la plastica “piacono”. Questo circuito dovrebbe durare più a lungo.

Per realizzare un tale collettore solare avrai bisogno di:

1 – Tubo in gomma, tubi in metallo nero o plastica – come scambiatore di calore.

2 – Bottiglie di plastica che faranno da involucro attorno alle tubazioni del circuito.

3 - Nelle bottiglie, nella loro metà, che sarà adiacente alla base, potrà essere inserita della pellicola o altro materiale riflettente. La parte riflettente dovrebbe essere rivolta nella direzione del sole.

4 – Sarà abbastanza semplice montare il supporto da un blocco o da un tubo metallico.

5 - Serbatoio di accumulo dell'acqua riscaldata, che deve essere collegato al punto di raccolta - rubinetto, doccia, ecc.

6 - Un contenitore per acqua fredda collegabile alla rete idrica.

Installazione collettore solare

L'assemblaggio dell'opzione mostrato nello schema in alto è il seguente:

• Per cominciare, il supporto è montato da un tubo o una barra di metallo. Se è di legno, deve essere rivestito con una composizione antisettica, ma se è di metallo, deve essere trattato con un agente anticorrosivo. È necessario calcolare la lunghezza in modo che tra i due ripiani sia installato un numero pari di bottiglie.
• Sugli scaffali, a distanza larghezza delle bottiglie, vengono fissate delle strisce orizzontali sulle quali è possibile realizzare un ulteriore fissaggio per la bobina. Inoltre, conferiranno al telaio ulteriore rigidità.
• Successivamente, viene preparato il numero richiesto di bottiglie di plastica: la parte inferiore viene tagliata da esse in modo che una bottiglia, con il lato del collo, si adatti perfettamente al foro risultante.

• Prendi un tubo (tubo) della lunghezza richiesta, che sarà sufficiente per l'installazione circuito della bobina su un supporto per cornice già pronto.

Facendo un passo indietro di 100 ÷ 150 mm dal bordo del tubo, segnare il punto in cui è fissato. Quindi, attraverso questo bordo, viene inserita sul tubo la quantità richiesta di bottiglie preparate, che sarà sufficiente a coprire completamente l'area fino al rack opposto. Le bottiglie vengono posizionate una accanto all'altra, in modo che il collo della seconda si inserisca nel foro praticato sul fondo della precedente.

• Quando il tratto di tubo per la posa della parte superiore della batteria è completamente ricoperto da una scatola di bottiglie, il suo bordo viene fissato sopra il montante sinistro del telaio. Per il fissaggio è possibile utilizzare supporti a clip per tubi in plastica con un fermo della dimensione desiderata.

• Se necessario, la posizione delle bottiglie viene regolata in modo che la metà della pellicola si trovi in ​​basso, vicino al telaio del raccoglitore.
• Il tubo viene quindi girato delicatamente e riattaccato sulla clip.
• Il passo successivo è rimettere le bottiglie sul tubo e fissarlo al ripiano sinistro. Questo schema viene continuato finché l'intero telaio non viene riempito con la bobina del collettore.
• Ora non resta che “imballare” i raccordi attraverso i quali il collettore risultante verrà collegato alla fornitura di acqua fredda e all'accumulo di acqua calda.

Questo è ciò che può succedere alla fine: non potrebbe essere più semplice!

Un tale collezionista, come si può vedere, assolutamente non complicato nel settore manifatturiero, ma può diventare un valido “aiutante” in un'abitazione privata, assumendo le funzioni di riscaldamento dell'acqua.

A proposito, l'energia solare può essere utilizzata non solo per riscaldare l'acqua, ma anche per fornire aria riscaldata alle stanze. Ad esempio, puoi scoprire come realizzarlo da solo seguendo il collegamento a una pubblicazione speciale sul nostro portale.

Video - Assemblaggio di una centrale solare fai-da-te