Colector solar din sticle de plastic: ghid pas cu pas pentru asamblarea dispozitivului solar

Conceptul de energie alternativă este asociat de mulți proprietari de case particulare și de vile cu panouri solare costisitoare, turbine eoliene sau pompe de căldură. Nimeni nu bănuiește că, în doar câteva ore și cu foarte puțini bani, se poate construi un colector solar din sticle de plastic pentru a vă asigura apă caldă pe tot parcursul sezonului cald.

Vă vom spune cum să realizați, din materiale reciclabile, un sistem eficient de preparare a apei sanitare. În articolul pe care vi-l propunem veți găsi o descriere detaliată a construcțiilor și metodelor de realizare a sistemelor, a căror funcționare a fost verificată în practică. Ținând cont de recomandările noastre, veți asambla fără probleme un dispozitiv util în gospodărie.

Specificul utilizării colectoarelor solare

Principala diferență dintre colectorul solar și diferitele tipuri de sisteme solare generatoare de căldură constă în ciclicitatea funcționării. Cu alte cuvinte – în absența soarelui, nu va exista energie termică.

Este evident că, pe timp de noapte, productivitatea sistemului autonom de apă caldă menajeră cu colector solar se reduce la zero. Producția de căldură a colectorului solar este determinată de durata zilei, care depinde de latitudinea geografică și de anotimp.

Colectorul solar artizanal va permite rezolvarea nu doar a problemei alimentării cu apă caldă a casei neconectate la rețelele centrale, ci și a problemelor de încălzire.

Particularitățile climatice ale zonei influențează, de asemenea, în mod semnificativ nivelul de productivitate al colectorului solar. Dacă zona se caracterizează prin ceață frecventă sau soarele este adesea ascuns de nori, productivitatea heliocolectorului scade considerabil.

Cu toate acestea, chiar și în acest caz, colectorul solar pentru încălzire și/sau preparare a apei calde rămâne eficient, datorită capacității de a capta chiar și razele difuze.

Caracteristici constructive și principiul de funcționare

Elementul principal al variantei standard a colectorului solar este absorbantul sub forma unei plăci de cupru cu o țeavă. Placa se încălzește rapid sub acțiunea razelor solare, transmițând căldura țevii și lichidului din aceasta. Datorită circulației libere sau forțate, căldura obținută este apoi transportată prin întregul sistem.

Sub acțiunea razelor solare, placa de cupru se încălzește, iar căldura este transmisă agentului termic aflat în tub.

Pentru a crește eficiența absorbantului, acesta trebuie dotat cu proprietățile fizice necesare. În primul rând, este necesar să se mărească capacitatea de absorbție a absorbantului și să se minimizeze reflectarea razelor solare. Cea mai simplă soluție este aplicarea unui strat de vopsea neagră pe absorbant.

Pentru a spori eficiența absorbantului, acesta trebuie acoperit cu sticlă transparentă. Sticla obișnuită reflectă o parte din razele solare.

Cel mai bine este să se utilizeze sticlă specială cu conținut scăzut de fier în compoziția sa sau să se aplice un strat antireflex. Pentru a evita murdărirea sticlei, carcasa colectorului solar trebuie etanșată.

În ciuda numeroaselor modalități de îmbunătățire a funcționării și de creștere a productivității colectorului solar, din cauza imperfecțiunii construcției, acest indicator este departe de a fi ideal. Ținând cont de principiul de funcționare al heliocolectorului și de metodele de creștere a eficienței acestuia, să încercăm să creăm un model primitiv și ieftin din materiale la îndemână.

Asamblarea agregatului din materiale la îndemână

Pe lângă ieftinătate și ușurința de asamblare, varianta din sticle de plastic se deosebește de heliodispozitivele standard prin faptul că colectoarele solare plane funcționează prost în orele de dimineață și de seară.

Forma convexă a sticlelor asigură o pătrundere aproape verticală a razelor chiar și în timpul apusului și răsăritului, asigurând astfel eficiența funcționării dispozitivului atât dimineața, cât și seara.

Datorită formei convexe a sticlelor de plastic, dispozitivul, chiar și în poziție orizontală, este capabil să capteze razele soarelui care răsare și apune.

Există câteva metode distinctive de construire a unui sistem care funcționează excelent pentru obținerea apei calde din sticle de plastic:

• Colectorul solar joacă rolul unui rezervor de acumulare, în care apa este încălzită și apoi evacuată;
• Colectorul solar este conectat la un rezervor de acumulare, asigurând încălzirea apei și circulația naturală a acesteia;
• Sticlele de plastic ale colectorului îndeplinesc rolul de rezervor pentru apă;
• Sticlele de plastic joacă rolul de recipiente etanșe pentru păstrarea căldurii.

De asemenea, colectoarele solare pot diferi prin caracteristicile lor constructive. În primul rând, acest lucru este legat atât de modul de fixare a sticlelor, cât și de modurile de amplasare a acestora.

Varianta cu acumularea apei încălzite

Pentru fabricarea colectorului solar este necesară o țeavă din polipropilenă cu diametrul de 50 mm, la care vor fi conectate sticle de plastic, al căror număr este determinat de diametrul țevii. Pentru modelul de referință s-au luat 15 sticle de plastic, astfel încât capacitatea de lucru a colectorului solar a fost de 30 de litri.

Îmbinările dintre sticle și țeava de polipropilenă se ung cu etanșant siliconic, prevenind scurgerile de apă.

Pentru a conecta sticlele într-un sistem unic, în țeava de polipropilenă destinată apei calde menajere, este necesar să găuriți. Soluția ideală a fost utilizarea unui burghiu cu pene pentru lemn, cu diametrul de 26 mm.

La aceste dimensiuni se asigură o densitate maximă a îmbinării, iar sticla se înșurubează cu forță în orificiu, pe filetul său. Pentru o etanșare maximă, îmbinările pot fi unse cu etanșant siliconic, dar este mai bine să folosiți adeziv termofuzibil.

Pentru a obține efectul de vase comunicante, în partea superioară a fiecărei sticle trebuie făcute orificii cu diametrul de aproximativ 2 mm.

După conectarea sticlelor, pe o parte a țevii se montează un fitting, care va fi conectat ulterior la rețeaua de apă pentru alimentare. Pe cealaltă parte, se va monta un robinet prin care apa încălzită va fi evacuată în rezervorul de stocare.

Cu toate acestea, sub greutatea apei care umple dispozitivul, un astfel de aparat pentru uz casnic al energiei solare poate pierde din integritate. Prin urmare, este oportună realizarea unui cadru. Pentru fabricarea acestuia, va fi necesară o scândură cu lățimea de 150 mm.

Pentru a crește eficiența colectorului solar, pe fundul cadrului se poate așeza polistiren expandat sau polistiren cu grosimea de 50 mm și se poate acoperi cu folie.

După instalarea colectorului solar la locul de exploatare, sticlele de plastic trebuie vopsite în negru pentru o absorbție mai eficientă a razelor solare.

La vopsirea în negru, capacitatea de absorbție a plasticului crește, iar eficiența încălzirii apei se îmbunătățește.

Vopseaua este mai bine să fie mată și aplicată prin pulverizare dintr-un aerosol. Rămâne să acoperiți cadrul cu sticlă, sporindu-i astfel etanșeitatea, și să îl conectați la sistemul de alimentare cu apă rece și la sistemul de evacuare a apei calde pregătite pentru utilizare în rezervorul de stocare.

Din experiența practică se știe că plasticul nu suportă bine temperaturile ridicate, care duc la deformarea acestuia. În zilele însorite, temperatura apei încălzite poate depăși 65 de grade, ceea ce va duce la deformarea plasticului.

Din acest motiv, este mai bine să renunțați la etanșarea suplimentară a cadrului cu ajutorul sticlei sau să o utilizați doar pe vreme înnorată.

Metoda cu circulația apei care se încălzește

Sistemul de construcție al colectorului solar este similar cu prima variantă, dar are o serie de diferențe constructive.

Pentru realizarea colectorului, vor fi necesare următoarele unelte și materiale:

• Țeavă PVC cu diametrul de 20 mm, cu coturi și teuri;
• Tăietor de țevi cu role;
• Cuțite de teșire;
• Primer (agent de curățare);
• Sticle de plastic;
• Tetra Pak de la lapte sau suc;
• Cuțit de birou;
• Carton;
• Vopsea mată termorezistentă de culoare neagră;
• Rezervor de stocare.

Pentru montare, veți avea nevoie de o țeavă PVC cu diametrul de 20 mm. Partea orizontală a țevii trebuie tăiată în segmente, de care, prin sudare la rece, vor fi atașate coturi și teuri. Partea inferioară a colectorului solar va arăta exact la fel. În rezultatul final, vom obține un sistem închis, dar să urmăm ordinea.

Particularități ale lipirii țevilor din PVC

Pentru a obține o tăietură de calitate, este mai bine să utilizați un tăietor de țevi prevăzut cu role. După tăiere, pe interiorul țevii trebuie să teșiți marginea, folosind freze de teșire speciale.

După măsurarea adâncimii teurilor și coturilor, trebuie să marcați pe capătul țevii care va fi îmbinată și să tratați cu primer (agent de curățare) capetele țevilor și fittingurile.

Datorită deplasării line a părții de tăiere, tăietorul de țevi cu role permite evitarea deformării secțiunii și a formării bavurilor pe muchie în timpul tăierii.

Următorul pas va fi aplicarea și distribuirea adezivului pe partea exterioară a țevii și pe partea interioară a fittingului. Adezivul trebuie aplicat cu o pensulă, iar dimensiunea acesteia trebuie să fie mai mică decât diametrul țevilor. Rămâne să introduceți țeava în teul sau cotul pregătit și să o rotiți un sfert de tură pentru distribuirea uniformă a adezivului.

Trebuie să țineți cont că lucrările de lipire a unui cot sau a unui teu trebuie efectuate în cel mult 30 de secunde. După fixare, este necesar să îndepărtați resturile de adeziv.

Ordinea de fabricare a colectorului solar

După pregătirea țevii superioare și atașarea țevilor verticale de aceasta, puteți începe pregătirea sticlelor de plastic. În modelul prezentat de colector solar, există 4 țevi verticale cu lungimea de 105 cm; pe o astfel de lungime a țevii se pot plasa 5 sticle de plastic. Așadar, pentru asamblarea colectorului vor fi necesare 20 de sticle de plastic identice.

De pe fiecare sticlă trebuie să îndepărtați fundul. Pentru aceasta, trebuie să confecționați un șablon simplu dintr-o bucată de carton rulată în tub, cu lungimea de 30 cm. Folosind șablonul și un cuțit de birou, îndepărtați fundul sticlelor. După pregătirea sticlelor, puteți începe fabricarea absorbantului, care va absorbi energia solară.

Utilizarea unui șablon simplu din carton oferă posibilitatea de a efectua rapid tăierea și de a obține sticle de aceeași dimensiune.

În calitate de absorbant, vom utiliza tetra-pack-uri uzate de la suc sau lapte. Ele trebuie tăiate, spălate bine și uscate. Pentru a îmbunătăți capacitatea lor de absorbție, trebuie aplicată o vopsea neagră mată. Cel mai simplu mod este să faceți acest lucru folosind vopsea din spray, prin pulverizare cu aerosoli.

Înșirarea succesivă a sticlelor de plastic permite amplasarea ușoară a tetra-pack-urilor pliate în interiorul lor.

După pregătirea sticlelor și a tetra-pachetelor, se poate trece la asamblarea heliodispozitivului. Mai întâi, pe tubul vertical, trebuie înșirată o sticlă de plastic cu gâtul înainte și introdus în ea un tetra-pachet. În mod similar, se înșiră toate sticlele pe tuburile verticale, care apoi trebuie conectate cu teuri și coturi ale tubului inferior, similar celui superior.

Pentru a conferi rigiditate colectorului solar fabricat, este necesar să se realizeze un suport pentru acesta.

Un scut obișnuit din lemn conferă rigiditate structurii și permite mutarea ușoară a colectorului solar la locul de exploatare.

Se poate, ca în primul caz, plasa colectorul într-o cutie de lemn, dar nu mai este necesar să fie izolat termic. Deoarece fiecare dintre sticlele de plastic reprezintă un fel de rezervor mic izolat, care, încălzindu-se din interior, transmite căldura apei care circulă prin tuburi.

Particularități de amplasare și conectare

Pentru o absorbție cât mai mare posibilă a razelor solare, colectorul trebuie orientat în direcția sudică. Este suficient un unghi de înclinare de 10-15 grade pentru ca colectorul să funcționeze eficient practic în orice poziție a soarelui.

Partea inferioară a tubului trebuie conectată la partea inferioară a rezervorului de acumulare, iar partea superioară – aproximativ, la partea sa centrală. Apa rece din recipientul polimeric va circula prin tubul inferior în colector, unde se va încălzi și se va ridica prin tubul superior în rezervor.

Astfel, se va realiza circulația naturală a apei în sistemul artizanal. Pentru a asigura o intensitate ridicată a circulației apei, rezervorul trebuie amplasat puțin deasupra colectorului solar, la o distanță de cel puțin 0,3 m de acesta.

La conectarea corectă a helio-colectorului cu rezervorul de acumulare se asigură circulația naturală a apei.

Trebuie avut în vedere că la intrarea apei reci în rezervor din sistemul de alimentare cu apă are loc o amestecare activă a acesteia, ceea ce reduce eficiența colectorului. Se poate evita acest lucru dotând intrarea în rezervor cu un reductor turbulent, care reprezintă un tub astupat cu multiple orificii.

Apa trece prin reductor lin, ceea ce permite apei reci să rămână în straturile inferioare, de unde are loc și preluarea acesteia în colectorul solar.

Utilizarea reductorului turbulent ajută la evitarea amestecării apei reci și calde în rezervorul de acumulare.

Este evident că colectorul solar asigură încălzirea apei doar în timpul zilei, pe vreme însorită. De aceea, este important să se păstreze apa caldă pentru utilizarea ei în timpul zilei și seara. Pentru aceasta, este necesar să se realizeze izolarea termică a rezervorului de acumulare.

Concluzii și material video util pe această temă

Video 1. Așa au apărut primele helio-sisteme din sticle de plastic:

Video 2. Aparat practic gratuit pentru încălzirea apei în acțiune:

Colectorul solar din recipiente de plastic pentru băuturi – o soluție ieftină pentru obținerea apei calde. Totuși, în cazul unei perioade îndelungate de vreme nefavorabilă, mai ales primăvara și toamna, este recomandabil să instalați un element de încălzire (TEN) în rezervorul de acumulare. În acest caz, colectorul solar va deveni parte a unui sistem complet, permițând economisirea banilor în condiții favorabile.

Povestiți-ne despre experiența dumneavoastră în construirea unui sistem solar de casă din sticle de plastic. Nu este exclus să aveți în arsenal informații și variante de construcții care ar putea fi utile vizitatorilor site-ului. Vă rugăm să scrieți comentarii în formularul de mai jos, să puneți întrebări, să împărtășiți fotografii și informații utile.