Ηλιακός συλλέκτης από πλαστικά μπουκάλια: οδηγός βήμα προς βήμα για τη συναρμολόγηση ηλιακής συσκευής

Η έννοια της εναλλακτικής ενέργειας για πολλούς ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών και εξοχικών σπιτιών συνδέεται με ακριβούς ηλιακούς συλλέκτες, ανεμογεννήτριες ή αντλίες θερμότητας. Κανείς δεν υποψιάζεται ότι μέσα σε λίγες ώρες και με ελάχιστο κόστος μπορείτε να κατασκευάσετε έναν ηλιακό συλλέκτη από πλαστικά μπουκάλια, για να έχετε ζεστό νερό καθ' όλη τη διάρκεια της θερμής εποχής.

Θα σας εξηγήσουμε πώς να φτιάξετε από ανακυκλώσιμα υλικά ένα αποτελεσματικό σύστημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης. Στο άρθρο μας θα βρείτε λεπτομερή περιγραφή των κατασκευών και των μεθόδων κατασκευής συστημάτων, η λειτουργία των οποίων έχει δοκιμαστεί στην πράξη. Ακολουθώντας τις συστάσεις μας, θα συναρμολογήσετε εύκολα μια χρήσιμη συσκευή για το νοικοκυριό.

Ιδιαιτερότητες χρήσης των ηλιακών συλλεκτών

Η βασική διαφορά του ηλιακού συλλέκτη από διάφορους τύπους ηλιοσυστημάτων που παράγουν θερμότητα έγκειται στην κυκλική λειτουργία του. Με άλλα λόγια – όταν δεν υπάρχει ήλιος, δεν θα υπάρχει καμία θερμική ενέργεια.

Προφανώς, κατά τη διάρκεια της νύχτας η απόδοση ενός αυτόνομου συστήματος παροχής ζεστού νερού με ηλιακό συλλέκτη μηδενίζεται. Η παραγωγή θερμότητας από τον ηλιακό συλλέκτη καθορίζεται από τη διάρκεια της ημέρας, η οποία εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή του χρόνου.

Ο ιδιοκατασκευασμένος ηλιακός συλλέκτης θα επιτρέψει να λυθεί όχι μόνο το πρόβλημα παροχής ζεστού νερού σε ένα σπίτι που δεν είναι συνδεδεμένο με κεντρικά δίκτυα, αλλά και τα προβλήματα θέρμανσης.

Τα κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής επηρεάζουν επίσης αισθητά το επίπεδο απόδοσης του ηλιακού συλλέκτη. Εάν η περιοχή χαρακτηρίζεται από συχνές ομίχλες ή ο ήλιος συχνά κρύβεται πίσω από σύννεφα, τότε η απόδοση του ηλιοσυλλέκτη μειώνεται σημαντικά.

Ωστόσο, ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, ο ηλιακός συλλέκτης για θέρμανση ή/και ζεστό νερό παραμένει αποτελεσματικός, χάρη στην ικανότητά του να συλλαμβάνει ακόμη και τις διάχυτες ακτίνες.

Κατασκευαστικά χαρακτηριστικά και αρχή λειτουργίας

Το κύριο στοιχείο της τυπικής έκδοσης του ηλιακού συλλέκτη είναι ο απορροφητής με τη μορφή χάλκινης πλάκας με σωλήνα. Η πλάκα θερμαίνεται γρήγορα υπό την επίδραση των ηλιακών ακτίνων, μεταφέροντας θερμότητα στον σωλήνα και στο υγρό που βρίσκεται σε αυτόν. Χάρη στην ελεύθερη ή εξαναγκασμένη κυκλοφορία, η θερμότητα που αποκτάται μεταφέρεται περαιτέρω σε όλο το σύστημα.

Υπό την επίδραση των ηλιακών ακτίνων, η χάλκινη πλάκα θερμαίνεται, από την οποία μεταφέρεται θερμότητα στο θερμαντικό υγρό που βρίσκεται στον σωλήνα.

Για την αύξηση της απόδοσης του απορροφητή, θα πρέπει να τον προικίσουμε με τις απαραίτητες φυσικές ιδιότητες. Πρώτα απ' όλα, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η απορροφητική ικανότητα του απορροφητή και να ελαχιστοποιηθεί η αντανάκλαση των ηλιακών ακτίνων. Η απλούστερη λύση είναι η εφαρμογή μαύρου χρώματος στον απορροφητή.

Για να αυξηθεί η απόδοση του απορροφητή, πρέπει να καλυφθεί με διαφανές γυαλί. Το συνηθισμένο γυαλί αντανακλά ένα μέρος των ηλιακών ακτίνων.

Είναι καλύτερο να χρησιμοποιείται ειδικό γυαλί με χαμηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο ή να εφαρμόζεται αντιανακλαστική επίστρωση. Για να αποφευχθεί η μόλυνση του γυαλιού, το περίβλημα του ηλιακού συλλέκτη θα πρέπει να είναι στεγανό.

Παρά τους πολλούς τρόπους βελτίωσης της λειτουργίας και αύξησης της απόδοσης του ηλιακού συλλέκτη, λόγω της ατέλειας της κατασκευής, αυτός ο δείκτης απέχει πολύ από τον ιδανικό. Λαμβάνοντας υπόψη την αρχή λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη και τις μεθόδους αύξησης της απόδοσής του, ας προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε ένα πρωτόγονο και φθηνό μοντέλο από αυτοσχέδια υλικά.

Συναρμολόγηση της συσκευής από αυτοσχέδια υλικά

Εκτός από τη χαμηλή τιμή και την ευκολία συναρμολόγησης, η επιλογή από πλαστικά μπουκάλια διαφέρει από τις τυπικές ηλιακές συσκευές στο ότι οι επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες λειτουργούν άσχημα τις πρωινές και βραδινές ώρες.

Το κυρτό σχήμα των μπουκαλιών εξασφαλίζει σχεδόν κάθετη διείσδυση των ακτίνων ακόμα και κατά τη δύση και την ανατολή, εξασφαλίζοντας έτσι την αποτελεσματικότητα της συσκευής τόσο τις πρωινές όσο και τις βραδινές ώρες.

Χάρη στο κυρτό σχήμα των πλαστικών μπουκαλιών, η συσκευή μπορεί ακόμα και σε οριζόντια θέση να συλλαμβάνει τις ακτίνες του ανατέλλοντος και δύοντος ήλιου.

Υπάρχουν αρκετοί διακριτικοί τρόποι κατασκευής ενός άριστα λειτουργούντος συστήματος παραγωγής ζεστού νερού από πλαστικά μπουκάλια:

• Ο ηλιακός συλλέκτης λειτουργεί ως δοχείο αποθήκευσης, στο οποίο το νερό θερμαίνεται και στη συνέχεια απορρέει·
• Ο ηλιακός συλλέκτης συνδέεται με το δοχείο αποθήκευσης εξασφαλίζοντας τη θέρμανση του νερού και τη φυσική του κυκλοφορία·
• Τα πλαστικά μπουκάλια του συλλέκτη λειτουργούν ως δεξαμενή νερού·
• Τα πλαστικά μπουκάλια λειτουργούν ως στεγανά δοχεία για τη διατήρηση της θερμότητας.

Επίσης, οι ηλιακοί συλλέκτες μπορεί να διαφέρουν ως προς τα κατασκευαστικά τους χαρακτηριστικά. Πρώτα απ' όλα, αυτό σχετίζεται τόσο με τον τρόπο στερέωσης των μπουκαλιών όσο και με τον τρόπο τοποθέτησής τους.

Επιλογή με αποθήκευση του θερμασμένου νερού

Για την κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη θα χρειαστεί ένας σωλήνας πολυπροπυλενίου διαμέτρου 50 χιλιοστών, στον οποίο θα συνδεθούν πλαστικά μπουκάλια, ο αριθμός των οποίων καθορίζεται από την διάμετρο του σωλήνα. Για τo πρότυπo λήφθηκαν 15 πλαστικά μπουκάλια, με αποτέλεσμα η λειτουργική χωρητικότητα του ηλιακού συλλέκτη να είναι 30 λίτρα.

Οι αρμοί της σύνδεσης των μπουκαλιών με τον πολυπροπυλενικό σωλήνα επαλείφονται με σιλικονούχo στεγανωτικό, αποτρέποντας τη διαρροή νερού.

Για τη σύνδεση των μπουκαλιών σe ένα ενιαίo σύστημα, στον πολυπροπυλενικό σωλήνα που προορίζεται για ζεστό νερό χρήσης, είναι απαραίτητo να ανοίξετε τρύπες. Η ιδανική λύση ήταv η χρήση ενός τρυπανιού φτερού για ξύλo διαμέτρου 26 χιλιοστώv.

Με αυτές τις διαστάσεις εξασφαλίζεται η μέγιστη πυκνότητα σύνδεσης και τo μπουκάλι βιδώνεται με δύναμη στην τρύπα μέσω του σπειρώματός του. Για τη διασφάλιση της μέγιστης στεγανότητας της σύνδεσης, oι αρμοί μπορούν να επαλειφθούν με σιλικovoύχo στεγανωτικό, αλλά είναι καλύτερα να χρήσιμοποιηθεί θερμοκόλλα.

Για να επιτευχθεί τo φαινόμεvo τωv επικοινωνούντωv δοχείωv στo άνω μέρος καθένος μπουκαλιού, είναι αναγκαίo vα γίνουv τρύπες διαμέτρου περίπου 2 χιλιοστώv.

Μετά τη σύνδεση τωv μπουκαλιών, στo ένα άκρo του σωλήνα εισάγεται ένα στόμιo σύνδεσης (ρακόρ), τo oποίo αργότερα θα συνδεθεί με τηv ύδρευση για τηv παροχή vερού. Στo άλλo άκρo πρέπει vα εισάγετε ένα βάνα, μέσω του oποίου τo ζεσταμένo vερό θα ρέει στη δεξαμενή αποθήκευσης.

Ωστόσo, κάτω από τo βάρος του vερού που γεμίζει, μια τέτοια συσκευή για oικιακή χρήση ηλιακής ενέργειας μπορεί να χάσει την ακεραιότητά της. Επομένως, θα ήταv σκοπιμo η κατασκευή ενός κουτιού. Για την κατασκευή του θα χρειαστεί ένα σανίδι πλάτους 150 χιλιοστώv.

Για τη βελτίωση της αποδοτικότητας του ηλιακού συλλέκτη, στον πυθμένα του κουτιού μπορείτε vα στρώσετε διογκωμένη πολυστερίνη πάχους 50 χιλιοστώv και vα τo σκεπάσετε με αλουμινόχαρτo.

Μετά τηv εγκατάσταση του ηλιακού συλλέκτη στη θέση μελλοντικής του λειτουργίας, τα πλαστικά μπουκάλια πρέπει vα βάφονται μαύρα για πιo αποτελεσματική απορρόφηση τωv ηλιακώv ακτίνωv.

Κατά τo βάψιμo σε μαύρo χρώμα, αυξάνεται η απορροφητική ικανότητα του πλαστικού και βελτιώνεται η απόδοση της θέρμανσης του vερού.

Είναι καλύτερα vα χρησιμοποιήσετε ματ χρώμα και vα τo εφαρμόσετε με ψεκασμό από αεροζόλ. Απομένει vα καλύψετε τo κουτί με γυαλί, αυξάvovτας έτσι τη στεγανότητά του, και vα τo συνδέσετε με τo σύστημα παροχής κρύου vερού και με τo σύστημα αποχέτευσης του ζεστού vερού που είναι έτοιμo προς χρήση στη δεξαμενή αποθήκευσης.

Από τηv πρακτική εμπειρία είναι γνωστό ότι τo πλαστικό αντέχει ελάχιστα στις υψηλές θερμοκρασίες, oι oποίες oδηγούv σε παραμόρφωσή του. Τις ηλιόλουστες ημέρες, η θερμοκρασία του θερμαινόμενου vερού μπορεί vα υπερβεί τους 65 βαθμούς, γεγονός που θα oδηγήσει σε παραμόρφωση του πλαστικού.

Εξαιτίας αυτού, είναι καλύτερα vα αρνηθείτε τελείως τηv πρόσθετη στεγανοποίηση του κουτιού με γυαλί ή vα τo χρησιμοποιείτε αποκλειστικά σε συννεφιασμένo καιρό.

Μέθοδος με κυκλοφορία του θερμαινόμενου νερού

Το σύστημα της ηλιακής συλλεκτικής συσκευής είναι παρόμοιο με την πρώτη έκδοση, αλλά έχει ορισμένες κατασκευαστικές διαφορές.

Για τη δημιουργία του συλλέκτη θα χρειαστούν τα ακόλουθα εργαλεία και υλικά:

• Σωλήνας PVC διαμέτρου 20 mm με γωνίες και ταυ.
• Κυλινδρικός κόφτης σωλήνων.
• Κοπτικά φαλτσών.
• Πράιμερ (καθαριστικό).
• Πλαστικά μπουκάλια.
• Χαρτοκιβώτια τετραπάκ από γάλα ή χυμό.
• Κόπτης χαρτικών.
• Χαρτόνι.
• Θερμοανθεκτική ματ μαύρη μπογιά.
• Δεξαμενή αποθήκευσης.

Για την εγκατάσταση θα χρειαστούμε σωλήνα PVC διαμέτρου 20 mm. Το οριζόντιο τμήμα του σωλήνα πρέπει να κοπεί σε τμήματα, στα οποία με ψυχρή συγκόλληση θα συνδεθούν γωνίες και ταυ. Το κάτω μέρος του ηλιακού συλλέκτη θα φαίνεται ακριβώς το ίδιο. Στο τελικό αποτέλεσμα θα έχουμε ένα κλειστό σύστημα, αλλά όλα στη σειρά.

Ιδιαιτερότητες κόλλησης σωλήνων PVC

Για να επιτευχθεί μια ποιοτική τομή, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε ένα κόφτη σωλήνων, εξοπλισμένο με κυλίνδρους. Μετά την κοπή, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε τη φάλτσα στο εσωτερικό του σωλήνα χρησιμοποιώντας ειδικά κοπτικά φαλτσών.

Αφού μετρήσετε το βάθος των ταυ και των γωνιών, πρέπει να τοποθετήσετε ένα σημάδι στο άκρο του σωλήνα που θα συνδεθεί και να επεξεργαστείτε με πράιμερ (καθαριστικό) τα άκρα των σωλήνων και τα εξαρτήματα.

Χάρη στην ομαλή κίνηση του τμήματος κοπής, ο κυλινδρικός κόφτης σωλήνων επιτρέπει την αποφυγή παραμορφώσεων διατομής και σχηματισμού γρέζων στην άκρη κατά την κοπή.

Το επόμενο βήμα είναι η εφαρμογή και η κατανομή της κόλλας στο εξωτερικό μέρος του σωλήνα και στο εσωτερικό του εξαρτήματος. Η κόλλα πρέπει να εφαρμόζεται με βούρτσα, της οποίας το μέγεθος πρέπει να είναι μικρότερο από τη διάμετρο των σωλήνων. Απομένει να εισάγετε τον σωλήνα στο προετοιμασμένο ταυ ή τη γωνία και να τον περιστρέψετε κατά ένα τέταρτο της στροφής για ομοιόμορφη κατανομή της κόλλας.

Πρέπει να λάβετε υπόψη ότι οι εργασίες κόλλησης μιας γωνίας ή ταυ πρέπει να ολοκληρωθούν εντός 30 δευτερολέπτων. Μετά τη στερέωση, πρέπει να αφαιρεθούν τα υπολείμματα κόλλας.

Διαδικασία κατασκευής του ηλιακού συλλέκτη

Μετά την προετοιμασία του άνω σωλήνα και τη σύνδεση των κατακόρυφων σωλήνων σε αυτόν, μπορείτε να ξεκινήσετε την προετοιμασία των πλαστικών μπουκαλιών. Στο παρόν μοντέλο ηλιακού συλλέκτη υπάρχουν 4 κατακόρυφοι σωλήνες μήκους 105 cm, σε τέτοιο μήκος σωλήνα μπορούν να τοποθετηθούν 5 πλαστικά μπουκάλια. Δηλαδή, για τη συναρμολόγηση του συλλέκτη θα χρειαστούν 20 πανομοιότυπα πλαστικά μπουκάλια.

Από κάθε μπουκάλι πρέπει να αφαιρεθεί ο πάτος. Για το σκοπό αυτό, πρέπει να κατασκευαστεί ένα απλό πρότυπο από ένα τυλιγμένο χαρτόνι μήκους 30 cm. Χρησιμοποιώντας το πρότυπο και έναν κόπτη χαρτικών, αφαιρούμε τον πάτο από τα μπουκάλια. Μετά την προετοιμασία των μπουκαλιών, μπορείτε να ξεκινήσετε την κατασκευή του απορροφητή, ο οποίος θα απορροφά την ηλιακή ενέργεια.

Η χρήση ενός απλού προτύπου από χαρτόνι επιτρέπει την ταχεία κοπή και την απόκτηση μπουκαλιών ίδιου μεγέθους

Ως απορροφητήρα χρησιμοποιούμε χρησιμοποιημένες τετρασυσκευασίες από χυμό ή γάλα. Πρέπει να κοπούν, να πλυθούν καλά και να στεγνώσουν. Για να βελτιωθεί η απορροφητική τους ικανότητα, πρέπει να εφαρμοστεί μαύρο ματ χρώμα. Ο ευκολότερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε σπρέι από δοχείο αεροζόλ.

Η διαδοχική συναρμολόγηση πλαστικών μπουκαλιών επιτρέπει την εύκολη τοποθέτηση των διπλωμένων τετρασυσκευασιών

Μετά την προετοιμασία των μπουκαλιών και των τετρασυσκευασιών, μπορείτε να ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση του ηλιακού συλλέκτη. Αρχικά, τοποθετήστε ένα πλαστικό μπουκάλι με το λαιμό προς τα εμπρός στον κάθετο σωλήνα και βάλτε μέσα μια τετρασυσκευασία. Με τον ίδιο τρόπο, τοποθετήστε όλα τα μπουκάλια στους κάθετους σωλήνες, οι οποίοι στη συνέχεια συνδέονται με τα ταυ και τις γωνίες του κάτω σωλήνα, παρόμοια με τον πάνω.

Για να δοθεί ακαμψία στον κατασκευασμένο ηλιακό συλλέκτη, πρέπει να κατασκευαστεί μια βάση γι' αυτόν.

Μια συνηθισμένη ξύλινη πλατφόρμα δίνει ακαμψία στην κατασκευή και επιτρέπει την εύκολη μετακίνηση του ηλιακού συλλέκτη στο σημείο χρήσης του

Μπορείτε, όπως στην πρώτη περίπτωση, να τοποθετήσετε τον συλλέκτη σε ξύλινο κουτί, αλλά δεν χρειάζεται πλέον μόνωση. Καθώς κάθε πλαστικό μπουκάλι αποτελεί ένα είδος μικρού μονωμένου δοχείου που, θερμαινόμενο από το εσωτερικό, μεταφέρει θερμότητα στο νερό που κυκλοφορεί στους σωλήνες.

Ιδιαιτερότητες τοποθέτησης και σύνδεσης

Για τη μέγιστη δυνατή απορρόφηση ηλιακών ακτίνων, ο συλλέκτης πρέπει να είναι προσανατολισμένος προς τον νότο. Μια μικρή κλίση 10-15 μοιρών είναι αρκετή για να λειτουργεί αποτελεσματικά σχεδόν σε οποιαδήποτε θέση του ήλιου.

Το κάτω μέρος του σωλήνα πρέπει να συνδεθεί με το κάτω μέρος της δεξαμενής αποθήκευσης, και το πάνω μέρος περίπου στο κεντρικό της σημείο. Το κρύο νερό από το πλαστικό δοχείο θα ρέει μέσω του κάτω σωλήνα στον συλλέκτη, όπου θα θερμαίνεται και θα ανεβαίνει μέσω του πάνω σωλήνα στη δεξαμενή.

Έτσι, θα επιτευχθεί φυσική κυκλοφορία του νερού στο αυτοσχέδιο σύστημα. Για να εξασφαλιστεί υψηλή ένταση κυκλοφορίας, η δεξαμενή πρέπει να τοποθετηθεί λίγο πάνω από τον ηλιακό συλλέκτη, σε απόσταση τουλάχιστον 0,3 m από αυτόν.

Με τη σωστή σύνδεση του ηλιακού συλλέκτη με τη δεξαμενή αποθήκευσης, εξασφαλίζεται φυσική κυκλοφορία του νερού

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι κατά την εισαγωγή κρύου νερού στη δεξαμενή από το σύστημα ύδρευσης, συμβαίνει ενεργή ανάμειξή του, μειώνοντας την απόδοση του συλλέκτη. Αυτό μπορεί να αποφευχθεί με την τοποθέτηση ενός τυρβώδους μειωτήρα στην είσοδο της δεξαμενής, ο οποίος είναι ένας φραγμένος σωλήνας με πολλαπλές οπές.

Το νερό μέσω του μειωτήρα εισέρχεται ομαλά, επιτρέποντας στο κρύο νερό να παραμείνει στα κατώτερα στρώματα, από όπου γίνεται η λήψη του για τον ηλιακό συλλέκτη.

Η χρήση τυρβώδους μειωτήρα βοηθά στην αποφυγή ανάμειξης κρύου και ζεστού νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης

Είναι προφανές ότι ο ηλιακός συλλέκτης παρέχει θέρμανση νερού μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας με ηλιοφάνεια. Επομένως, είναι σημαντικό να διατηρείται το ζεστό νερό για χρήση το μεσημέρι και το βράδυ. Για αυτόν τον λόγο, πρέπει να μονώσετε τη δεξαμενή αποθήκευσης.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Βίντεο 1. Έτσι εμφανίστηκαν τα πρώτα ηλιακά συστήματα από πλαστικά μπουκάλια:

Βίντεο 2. Μια σχεδόν δωρεάν συσκευή για θέρμανση νερού σε λειτουργία:

Ο ηλιακός συλλέκτης από πλαστικά δοχεία ποτών είναι μια φθηνή λύση για την απόκτηση ζεστού νερού. Ωστόσο, σε περίπτωση παρατεταμένης κακοκαιρίας, ειδικά την άνοιξη και το φθινόπωρο, συνιστάται να τοποθετήσετε μια ηλεκτρική αντίσταση στη δεξαμενή αποθήκευσης. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ηλιακός συλλέκτης γίνεται μέρος ενός ολοκληρωμένου συστήματος που σας επιτρέπει να εξοικονομείτε χρήματα υπό ευνοϊκές συνθήκες.

Μιλήστε μας για την εμπειρία σας στην κατασκευή ενός σπιτικού ηλιακού συστήματος από πλαστικά μπουκάλια. Είναι πιθανό να έχετε πληροφορίες και παραλλαγές σχεδίων που μπορεί να φανούν χρήσιμες στους επισκέπτες του ιστότοπου. Παρακαλούμε γράψτε σχόλια στην παρακάτω φόρμα, κάντε ερωτήσεις, μοιραστείτε φωτογραφίες και χρήσιμες πληροφορίες.