Πώς να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη για θέρμανση μόνοι σας: βήμα προς βήμα οδηγός

Η αύξηση του κόστους των παραδοσιακών πηγών ενέργειας ωθεί τους ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών να αναζητούν εναλλακτικές λύσεις για τη θέρμανση των χώρων και του νερού. Συμφωνείτε ότι η οικονομική πτυχή του θέματος παίζει σημαντικό ρόλο στην επιλογή ενός συστήματος θέρμανσης.

Ένας από τους πιο ελπιδοφόρους τρόπους ενεργειακής τροφοδοσίας είναι η μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ηλιοσυστήματα. Κατανοώντας την αρχή λειτουργίας και τον μηχανισμό τους, η κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη για θέρμανση με τα χέρια σας δεν θα είναι ιδιαίτερα δύσκολη.

Θα σας μιλήσουμε για τα δομικά χαρακτηριστικά των ηλιοσυστημάτων, θα προτείνουμε ένα απλό σχέδιο συναρμολόγησης και θα περιγράψουμε τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Τα στάδια εργασίας συνοδεύονται από ενδεικτικές φωτογραφίες, ενώ το υλικό συμπληρώνεται με βίντεο σχετικά με την κατασκευή και την έναρξη λειτουργίας ενός ιδιοκατασκευασμένου συλλέκτη.

Αρχή λειτουργίας και δομικά χαρακτηριστικά

Τα σύγχρονα ηλιοσυστήματα είναι ένας από τους τύπους εναλλακτικών πηγών απόκτησης θερμότητας. Χρησιμοποιούνται ως βοηθητικός εξοπλισμός θέρμανσης, μετατρέποντας την ηλιακή ακτινοβολία σε ωφέλιμη ενέργεια για τους ιδιοκτήτες σπιτιών.

Μπορούν να καλύψουν πλήρως την παροχή ζεστού νερού και τη θέρμανση κατά την ψυχρή περίοδο μόνο στις νότιες περιοχές. Και αυτό εφόσον καταλαμβάνουν επαρκώς μεγάλη επιφάνεια και είναι εγκατεστημένα σε ανοιχτούς, μη σκιασμένους από δέντρα χώρους.

Παρά τον μεγάλο αριθμό ποικιλιών, η αρχή λειτουργίας τους είναι η ίδια. Κάθε ηλιοσύστημα αποτελεί ένα κύκλωμα με διαδοχική διάταξη συσκευών που παρέχουν θερμική ενέργεια και τη μεταφέρουν στον καταναλωτή.

Τα κύρια λειτουργικά στοιχεία είναι οι ηλιακές μπαταρίες με φωτοκύτταρα ή οι ηλιακοί συλλέκτες. Η τεχνολογία συναρμολόγησης ηλιακής γεννήτριας με φωτοπλάκες είναι κάπως πιο περίπλοκη από εκείνη του σωληνοειδούς συλλέκτη.

Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τη δεύτερη επιλογή – το ηλιοσύστημα με συλλέκτη.

Οι ηλιακοί συλλέκτες προς το παρόν χρησιμεύουν ως βοηθητικοί πάροχοι ενέργειας. Είναι επικίνδυνο να μετατρέψετε πλήρως τη θέρμανση του σπιτιού σε ηλιακό σύστημα λόγω της αδυναμίας πρόβλεψης του ακριβούς αριθμού ηλιόλουστων ημερών.

Οι συλλέκτες αποτελούν ένα σύστημα σωλήνων, συνδεδεμένων σε σειρά με την έξοδο και την είσοδο, ή διατεταγμένων σε μορφή σερπαντίνας. Μέσα στους σωλήνες κυκλοφορεί τεχνικό νερό, ρεύμα αέρα ή μείγμα νερού με κάποιο αντιψυκτικό υγρό.

Την κυκλοφορία την προκαλούν φυσικά φαινόμενα: εξάτμιση, αλλαγή πίεσης και πυκνότητας κατά τη μετάβαση από μια κατάσταση συσσωμάτωσης σε άλλη, κ.λπ.

Η αρχή λειτουργίας των ηλιακών συλλεκτών βασίζεται στη λήψη και συσσώρευση ηλιακής ενέργειας, η οποία μεταδίδεται στο θερμαντικό μέσο (+)

Η συλλογή και η αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας γίνεται από απορροφητές. Αυτό μπορεί να είναι είτε μια συμπαγής μεταλλική πλάκα με μαυρισμένη εξωτερική επιφάνεια, είτε ένα σύστημα μεμονωμένων πλακών συνδεδεμένων με σωλήνες.

Για την κατασκευή του άνω μέρους του περιβλήματος, του καλύμματος, χρησιμοποιούνται υλικά με υψηλή ικανότητα μετάδοσης φωτός. Αυτά μπορεί να είναι πλεξιγκλάς, παρόμοια πολυμερή υλικά, σκληρυμένοι τύποι παραδοσιακού γυαλιού.

Για την αποφυγή απωλειών ενέργειας από την πίσω πλευρά της συσκευής, τοποθετείται θερμομόνωση στο κουτί.

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα πολυμερή υλικά δεν αντέχουν καλά την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων. Όλοι οι τύποι πλαστικών έχουν αρκετά υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, γεγονός που συχνά οδηγεί σε απώλεια στεγανότητας του περιβλήματος. Ως εκ τούτου, η χρήση τέτοιων υλικών για την κατασκευή του περιβλήματος του συλλέκτη θα πρέπει να περιοριστεί.

Το νερό ως θερμαντικό μέσο μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε συστήματα που προορίζονται για παροχή πρόσθετης θερμότητας την περίοδο φθινοπώρου/άνοιξης. Εάν προγραμματίζεται ετήσια χρήση του ηλιακού συστήματος, πριν από το πρώτο κρύο, το τεχνικό νερό αντικαθίσταται από μείγμα αυτού με αντιψυκτικό.

Στα ηλιακά συστήματα αέρα, ως θερμαντικό μέσο χρησιμοποιείται ο αέρας. Οι αγωγοί για την κίνησή του μπορούν να κατασκευαστούν από συνηθισμένο προφίλ φύλλου (+)

Εάν ο ηλιακός συλλέκτης εγκαθίσταται για τη θέρμανση ενός μικρού κτιρίου, το οποίο δεν συνδέεται με αυτόνομη θέρμανση εξοχικής κατοικίας ούτε με κεντρικά δίκτυα, κατασκευάζεται ένα απλό σύστημα μονού κυκλώματος με συσκευή θέρμανσης στην αρχή του.

Στην αλυσίδα δεν περιλαμβάνονται αντλίες κυκλοφορίας και συσκευές θέρμανσης. Το σχέδιο είναι εξαιρετικά απλό, αλλά μπορεί να λειτουργήσει μόνο το ηλιόλουστο καλοκαίρι.

Όταν ο συλλέκτης ενσωματώνεται σε μια τεχνική κατασκευή διπλού κυκλώματος, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα, αλλά το εύρος των ημερών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυξάνεται σημαντικά. Ο συλλέκτης επεξεργάζεται μόνο ένα κύκλωμα. Το κύριο φορτίο αναλαμβάνεται από την κύρια μονάδα θέρμανσης, η οποία λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια ή οποιοδήποτε είδος καυσίμου.

Για την κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα έτοιμο σχέδιο, μπορείτε να κατασκευάσετε το δικό σας πιλοτικό μοντέλο και να το δοκιμάσετε στην πράξη (+)

Παρά την άμεση εξάρτηση της απόδοσης των ηλιακών συσκευών από τον αριθμό των ηλιόλουστων ημερών, είναι σε ζήτηση και η ζήτηση για ηλιακές συσκευές αυξάνεται σταθερά. Είναι δημοφιλείς στους ερασιτέχνες τεχνίτες που επιδιώκουν να κατευθύνουν όλες τις μορφές φυσικής ενέργειας προς μια χρήσιμη κατεύθυνση.

Ταξινόμηση με βάση κριτήρια θερμοκρασίας

Υπάρχει ένας αρκετά μεγάλος αριθμός κριτηρίων με βάση τα οποία ταξινομούνται διάφορες κατασκευές ηλιακών συστημάτων. Ωστόσο, για συσκευές που μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας και να χρησιμοποιήσετε για παροχή ζεστού νερού και θέρμανση, η πιο λογική διαίρεση είναι με βάση τον τύπο του μέσου μεταφοράς θερμότητας.

Έτσι, τα συστήματα μπορεί να είναι υγρά και αεροφερόμενα. Ο πρώτος τύπος είναι πιο συχνά εφαρμόσιμος.

Εκτός από αυτό, χρησιμοποιείται συχνά ταξινόμηση με βάση τη θερμοκρασία στην οποία μπορούν να θερμανθούν τα μέρη εργασίας του συλλέκτη:

1. Χαμηλής θερμοκρασίας. Επιλογές που μπορούν να θερμάνουν το μέσο μεταφοράς θερμότητας έως 50°C. Χρησιμοποιούνται για θέρμανση νερού σε δοχεία ποτίσματος, σε μπανιέρες και ντουζιέρες το καλοκαίρι και για τη βελτίωση των συνθηκών άνεσης τα δροσερά ανοιξιάτικα-φθινοπωρινά βράδια.
2. Μέσης θερμοκρασίας. Παρέχουν θερμοκρασία μέσου μεταφοράς θερμότητας 80°C. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θέρμανση χώρων. Αυτές οι επιλογές είναι οι πλέον κατάλληλες για την εξοπλήση ιδιωτικών κατοικιών.
3. Υψηλής θερμοκρασίας. Η θερμοκρασία του φορέα θερμότητας σε τέτοιες εγκαταστάσεις μπορεί να φτάσει τους 200-300°C. Χρησιμοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα, εγκαθίστανται για τη θέρμανση βιομηχανικών χώρων, εμπορικών κτιρίων κ.λπ.

Στα ηλιακά συστήματα υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται μια αρκετά πολύπλοκη διαδικασία μεταφοράς θερμικής ενέργειας. Επιπλέον, καταλαμβάνουν εντυπωσιακό χώρο, κάτι που οι περισσότεροι λάτρις της εξοχικής ζωής δεν μπορού να επητρέψουν.

Η διαδικασία κατασκευής τους ίναι πίπονη, η υλοποίηση απαιτεί ξξειδικμένο ξξοπλσμό. Είναι σχδόν αδύνατο να κατασκευάσ κάνις μόνος του μια τέτοια ηλιακή συσκυή.

Είναι αρκετά δύσκολο να κατασκευαστούν στο σπίτι ηλιακές μπαταρίες υψηλής θερμοκρασίας με φωτοβολταϊκούς μετατροπείς.

Ιδιοκατασκευή του συλλέκτη

Η κατασκευή μιας ηλιακής συσκευής με τα χέρια σας είναι μια συναρπαστική διαδικασία που προσσέρει πολλά όφέλη. Χάρς σ αυτήν, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ορθολογικά την δωρεάν ηλιακή ακτινοβολία και να λύσετε αρκετές σημαντικές οικιακές εργασίες. Ας αναλύσουμε τις ιδιαιτερότητες της δημιουργίας ενός επίπεδου συλλέκτη που παρέχει ζεστό νερό στο σύστημα θέρμανσης.

Υλικά για αυτοσυναρμολόγηση

Το απλούστερο και πιο προσιτό υλικό για την αυτοσυναρμολόγηση του περιβλήματος του ηλιακού συλλέκτη – ένα ξύλινο τεμάχιο με σανίδα, κόντρα πλακέ, πλάκες OSB ή παρόμοιες επιλογές. Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χαλύβδινο ή αλουμινένιο προφίλ με παρόμοια φύλλα. Το μεταλλικό περίβλημα θα είναι κάπως πιο ακριβό.

Τα υλικά πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις που ισχύουν για κατασκευές που χρησιμοποιούνται σε εξωτερικούς χώρους. Η διάρκεια ζωής του ηλιακού συλλέκτη κυμαίνεται από 20 έως 30 έτη.

Επομένως, τα υλικά πρέπει να διαθέτουν ένα συγκεκριμένο σύνολο λειτουργικών χαρακτηριστικών που θα επιτρέψουν τη χρήση της κατασκευής καθ' όλη τη διάρκεια ζωής της.

Η πιο φθηνή και απλή επιλογή υλικών για την κατασκευή του περιβλήματος – η χρήση ξυλείας και μοριοσανίδων

Εάν το περίβλημα είναι κατασκευασμένο από ξύλο, η ανθεκτικότητα του υλικού μπορεί να εξασφαλιστεί με εμποτισμό με υδατοπολυμερή γαλακτώματα και επικάλυψη με χρώματα και βερνίκια.

Η βασική αρχή που πρέπει να ακολουθείται κατά τον σχεδιασμό και τη συναρμολόγηση του ηλιακού συλλέκτη είναι η διαθεσιμότητα των υλικών ως προς την τιμή και τη δυνατότητα αγοράς. Δηλαδή, μπορούν είτε να βρεθούν σε ελεύθερη πώληση είτε να κατασκευαστούν ανεξάρτητα από διαθέσιμα αυτοσχέδια μέσα.

Λεπτομέρειες της διάταξης θερμομόνωσης

Για την πρόληψη απωλειών θερμικής ενέργειας, στον πυθμένα του κουτιού τοποθετείται μονωτικό υλικό. Αυτό μπορεί να είναι αφρός πολυστερίνης ή ορυκτοβάμβακας. Η σύγχρονη βιομηχανία παράγει μια αρκετά εκτεταμένη γκάμα μονωτικών υλικών.

Για τη μόνωση του κουτιού μπορούν να χρησιμοποιηθούν αλουμινόχαρτες μονωτικές επιλογές. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να εξασφαλιστεί τόσο η θερμομόνωση όσο και η αντανάκλαση των ηλιακών ακτίνων από την επιφάνεια του αλουμινόχαρτου.

Εάν ως μονωτικό υλικό χρησιμοποιείται άκαμπτη πλάκα αφρού πολυστερίνης ή διογκωμένης πολυστερίνης, για την τοποθέτηση του σπειροειδούς σωλήνα ή του συστήματος σωλήνων μπορούν να κοπούν αυλάκια. Συνήθως, ο απορροφητής του συλλέκτη τοποθετείται πάνω από τη θερμομόνωση και στερεώνεται σταθερά στον πυθμένα του περιβλήματος με τρόπο που εξαρτάται από το υλικό που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του περιβλήματος.

Η θερμομόνωση χρησιμεύει για τη μείωση των απωλειών θερμικής ενέργειας μέσω του πυθμένα του περιβλήματος. Η κατασκευή μιας συσκευής με μεταλλικό περίβλημα χωρίς θερμομόνωση δεν είναι ορθολογική (+)

Θερμικός δέκτης του ηλιακού συλλέκτη

Αυτό είναι το απορροφητικό στοιχείο. Αποτελείται από ένα σύστημα σωλήνων, στα οποία θερμαίνεται το μέσο μεταφοράς θερμότητας, και εξαρτημάτων που είναι συνήθως κατασκευασμένα από φύλλο χαλκού. Ως βέλτιστο υλικό για την κατασκευή του αποδέκτη θερμότητας θεωρούνται οι χάλκινοι σωλήνες.

Οι οικιακές τεχνίτες επινόησαν μια φθηνότερη εκδοχή – έναν σπειροειδή εναλλάκτη θερμότητας από σωλήνες πολυπροπυλενίου.

Μια ενδιαφέρουσα οικονομική λύση – ο απορροφητής ενός ηλιακού συστήματος από εύκαμπτο πολυμερή σωλήνα. Για τη σύνδεση με τις συσκευές εισόδου και εξόδου χρησιμοποιούνται κατάλληλα εξαρτήματα. Η επιλογή των πρόχειρων μέσων από τα οποία μπορεί να κατασκευαστεί ο εναλλάκτης θερμότητας ενός ηλιακού συλλέκτη είναι αρκετά ευρεία. Μπορεί να είναι ο εναλλάκτης θερμότητας ενός παλιού ψυγείου, σωλήνες νερού πολυαιθυλενίου, χαλύβδινα πάνελ καλοριφέρ κ.λπ.

Ένα σημαντικό κριτήριο απόδοσης είναι η θερμική αγωγιμότητα του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένος ο εναλλάκτης θερμότητας.

Για την αυτοκατασκευή, η βέλτιστη επιλογή είναι ο χαλκός. Διαθέτει θερμική αγωγιμότητα 394 W/m². Για το αλουμίνιο, αυτή η παράμετρος κυμαίνεται από 202 έως 236 W/m².

Οι χάλκινοι σωλήνες θεωρούνται η βέλτιστη επιλογή για την κατασκευή του αποδέκτη θερμότητας ως προς τις θερμοτεχνικές ιδιότητες και την αντοχή στη φθορά

Ωστόσο, η μεγάλη διαφορά στις παραμέτρους θερμικής αγωγιμότητας μεταξύ χάλκινων σωλήνων και σωλήνων πολυπροπυλενίου δεν σημαίνει καθόλου ότι ο εναλλάκτης θερμότητας με χάλκινους σωλήνες θα παρέχει εκατοντάδες φορές μεγαλύτερες ποσότητες ζεστού νερού.

Υπό ίσες συνθήκες, η απόδοση του εναλλάκτη θερμότητας από χάλκινους σωλήνες θα είναι 20% αποτελεσματικότερη από την απόδοση των μεταλλοπλαστικών εκδόσεων. Έτσι, οι εναλλάκτες θερμότητας που κατασκευάζονται από πολυμερείς σωλήνες έχουν δικαίωμα ύπαρξης. Επιπλέον, αυτές οι εκδόσεις θα είναι πολύ φθηνότερες.

Ανεξάρτητα από το υλικό των σωλήνων, όλες οι συνδέσεις, τόσο οι συγκολλημένες όσο και οι σπειρωτές, πρέπει να είναι στεγανές. Οι σωλήνες μπορούν να τοποθετηθούν είτε παράλληλα μεταξύ τους είτε σε σχήμα σερπαντίνας.

Το σχέδιο τύπου σερπαντίνας μειώνει τον αριθμό των συνδέσεων – αυτό μειώνει την πιθανότητα διαρροών και εξασφαλίζει πιο ομοιόμορφη κίνηση της ροής του θερμαντικού μέσου.

Το πάνω μέρος του κουτιού στο οποίο βρίσκεται ο εναλλάκτης θερμότητας καλύπτεται με γυαλί. Ως εναλλακτική, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σύγχρονα υλικά, όπως ακρυλικό ανάλογο ή μονολιθικό πολυανθρακικό. Το διαφανές υλικό μπορεί να μην είναι λείο, αλλά ραβδωτό ή ματ.

Στην κλασική εκδοχή, το κουτί με τον συλλέκτη καλύπτεται με σκληρυμένο γυαλί, Plexiglass, πολυανθρακικό ή παρόμοιο υλικό. Οι λαϊκοί τεχνίτες συνήθισαν να χρησιμοποιούν πολυαιθυλένιο αντί για γυαλί.

Τέτοια επεξεργασία μειώνει τις ανακλαστικές ικανότητες του υλικού. Επιπλέον, αυτό το υλικό πρέπει να αντέχει σημαντικά μηχανικά φορτία.

Στα βιομηχανικά δείγματα τέτοιων ηλιακών συστημάτων χρησιμοποιείται ειδικό ηλιακό γυαλί. Αυτό το γυαλί χαρακτηρίζεται από χαμηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο, που εξασφαλίζει μικρότερες απώλειες θερμικής ενέργειας.

Δεξαμενή αποθήκευσης ή προθάλαμος

Ως δεξαμενή αποθήκευσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε δοχείο με όγκο από 20 έως 40 λίτρα. Θα είναι κατάλληλη μια σειρά από λίγο μικρότερους όγκου δοχεία, συνδεδεμένα με σωλήνες σε διαδοχική αλυσίδα. Συνιστάται η μόνωση της δεξαμενής αποθήκευσης, καθώς το νερό που θερμαίνεται από τον ήλιο σε μη μονωμένο δοχείο θα χάνει γρήγορα θερμική ενέργεια.

Ουσιαστικά, το θερμαντικό μέσο σε ένα ηλιακό σύστημα θέρμανσης πρέπει να κυκλοφορεί χωρίς συσσώρευση, διότι η θερμική ενέργεια που λαμβάνεται από αυτό πρέπει να δαπανάται κατά την περίοδο λήψης. Η δεξαμενή αποθήκευσης μάλλον εκτελεί λειτουργία διανομέα ζεστού νερού και προθαλάμου, που διατηρεί τη σταθερότητα πίεσης στο σύστημα.

Η δεξαμενή αποθήκευσης στα ηλιακά συστήματα λειτουργεί ως διανομέας νερού και δοχείο που διατηρεί την πίεση (+)

Στάδια συναρμολόγησης του ηλιοσυστήματος

Μετά την κατασκευή του συλλέκτη και την προετοιμασία όλων των δομικών στοιχείων του συστήματος, μπορείτε να προχωρήσετε στην άμεση εγκατάσταση.

Μία από τις επιλογές για την κατασκευή σερπαντίνας από πολυπροπυλενικούς σωλήνες με εξαρτήματα και ταυ βοηθά στη γρήγορη συναρμολόγηση ενός ηλιακού συλλέκτη (+)

Η εργασία ξεκινά με την εγκατάσταση του προθαλάμου, ο οποίος συνήθως τοποθετείται στο υψηλότερο δυνατό σημείο: στη σοφίτα, σε ξεχωριστό πύργο, σε γέφυρα κ.λπ.

Κατά την εγκατάσταση, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι μετά την πλήρωση του συστήματος με υγρό θερμοφόρο, αυτό το τμήμα της κατασκευής θα έχει σημαντικό βάρος. Επομένως, θα πρέπει να βεβαιωθείτε για την αξιοπιστία της οροφής ή να την ενισχύσετε.

Μετά την εγκατάσταση της δεξαμενής, προχωράτε στην εγκατάσταση του συλλέκτη. Αυτό το δομικό στοιχείο του συστήματος τοποθετείται στη νότια πλευρά. Η γωνία κλίσης ως προς τη γραμμή του ορίζοντα πρέπει να είναι από 35 έως 45 μοίρες.

Μετά την εγκατάσταση όλων των στοιχείων, τα συνδέετε με σωλήνες, δημιουργώντας ένα ενιαίο υδραυλικό σύστημα. Η στεγανότητα του υδραυλικού συστήματος είναι ένα σημαντικό κριτήριο, από το οποίο εξαρτάται η αποτελεσματική λειτουργία του ηλιακού συλλέκτη.

Με βάση το σχέδιο συναρμολόγησης του ηλιοθερμικού συστήματος για την παροχή νερού σε καλοκαιρινό ντους, μπορείτε να κατασκευάσετε μια δομή για τη θέρμανση νερού για πότισμα ή για τη δημιουργία άνετων συνθηκών τα δροσερά βράδια (+).

Για τη σύνδεση των δομικών στοιχείων σε ένα ενιαίο υδραυλικό σύστημα, χρησιμοποιούνται σωλήνες με διάμετρο μίας ίντσας και μισής ίντσας. Η μικρότερη διάμετρος χρησιμοποιείται για την κατασκευή του τμήματος πίεσης του συστήματος.

Ως τμήμα πίεσης του συστήματος νοείται η είσοδος νερού στον προθάλαμο και η έξοδος του θερμαινόμενου θερμοφόρου στο σύστημα θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης. Το υπόλοιπο τμήμα τοποθετείται με σωλήνες μεγαλύτερης διαμέτρου.

Για την αποφυγή απωλειών θερμότητας, οι σωλήνες πρέπει να μονώνονται προσεκτικά. Για το σκοπό αυτό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αφρός πολυστερίνης, πετροβάμβακας ή φινιρισμένες εκδόσεις σύγχρονων μονωτικών υλικών. Η δεξαμενή αποθήκευσης και ο προθάλαμος υπόκεινται επίσης σε διαδικασία μόνωσης.

Η απλούστερη και πιο προσιτή επιλογή θερμομόνωσης της δεξαμενής αποθήκευσης είναι η κατασκευή ενός κουτιού γύρω της από κόντρα πλακέ ή σανίδες. Ο χώρος μεταξύ του κουτιού και της δεξαμενής πρέπει να γεμίσει με μονωτικό υλικό. Αυτό μπορεί να είναι ινώδης σκωρία, μείγμα άχυρου με πηλό, ξηρό πριονίδι κ.λπ.

Το ηλιοθερμικό σύστημα εγκαθίσταται έτσι ώστε οι ηλιακοί συλλέκτες να βρίσκονται στην πιο ηλιόλουστη πλευρά του σπιτιού ή του οικοπέδου (+).

Δοκιμή πριν από την έναρξη λειτουργίας

Μετά την εγκατάσταση όλων των στοιχείων του συστήματος και τη μόνωση μέρους των κατασκευών, μπορείτε να προχωρήσετε στη πλήρωση του συστήματος με υγρό θερμοφόρο. Η αρχική πλήρωση του συστήματος πρέπει να γίνει μέσω του σωλήνα που βρίσκεται στο κατώτερο μέρος του συλλέκτη.

Δηλαδή, η πλήρωση γίνεται από κάτω προς τα πάνω. Χάρη σε αυτές τις ενέργειες, μπορεί να αποφευχθεί ο πιθανός σχηματισμός φυσαλίδων αέρα.

Το νερό ή άλλο υγρό μέσο μεταφοράς θερμότητας εισέρχεται στον προθάλαμο. Η διαδικασία πλήρωσης του συστήματος ολοκληρώνεται όταν αρχίσει να ρέει νερό από τον σωλήνα αποστράγγισης του προθαλάμου.

Με τη βοήθεια μιας βαλβίδας πλωτήρα, μπορεί να ρυθμιστεί το βέλτιστο επίπεδο υγρού στον προθάλαμο. Αφού το σύστημα γεμίσει με το μέσο μεταφοράς θερμότητας, αυτό αρχίζει να θερμαίνεται στον συλλέκτη.

Η διαδικασία αύξησης της θερμοκρασίας συμβαίνει ακόμη και σε συννεφιασμένο καιρό. Το θερμαινόμενο μέσο μεταφοράς θερμότητας αρχίζει να ανεβαίνει στο πάνω μέρος της δεξαμενής αποθήκευσης. Η διαδικασία της φυσικής κυκλοφορίας συνεχίζεται έως ότου η θερμοκρασία του μέσου που εισέρχεται στο ψυγείο εξισωθεί με τη θερμοκρασία του μέσου που εξέρχεται από τον συλλέκτη.

Κατά την κατανάλωση νερού στο υδραυλικό σύστημα, θα ενεργοποιείται η βαλβίδα πλωτήρα που βρίσκεται στον προθάλαμο. Με αυτόν τον τρόπο, διατηρείται σταθερή η στάθμη. Ταυτόχρονα, το κρύο νερό που εισέρχεται στο σύστημα παραμένει στο κάτω μέρος της δεξαμενής αποθήκευσης. Η διαδικασία ανάμιξης κρύου και ζεστού νερού πρακτικά δεν συμβαίνει.

Στο υδραυλικό σύστημα πρέπει να προβλεφθεί η εγκατάσταση μιας βαλβίδας αντεπιστροφής, η οποία θα εμποδίζει την αντίστροφη κυκλοφορία του μέσου μεταφοράς θερμότητας από τον συλλέκτη προς τον αποθηκευτήρα. Αυτό συμβαίνει όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος πέφτει κάτω από τη θερμοκρασία του μέσου μεταφοράς θερμότητας.

Μια τέτοια βαλβίδα αντεπιστροφής χρησιμοποιείται συνήθως κατά τη διάρκεια της νύχτας και του βραδιού.

Η σύνδεση με τα σημεία κατανάλωσης ζεστού νερού γίνεται με τη χρήση τυπικών μιξέρ. Δεν συνιστάται η χρήση απλών μονών βρυσών. Σε ηλιόλουστο καιρό, η θερμοκρασία του νερού μπορεί να φτάσει έως 80°С – η άμεση χρήση τέτοιου νερού είναι άβολη. Έτσι, τα μιξέρ επιτρέπουν σημαντική εξοικονόμηση ζεστού νερού.

Η απόδοση ενός τέτοιου ηλιακού θερμοσίφωνα μπορεί να αυξηθεί με την προσθήκη πρόσθετων τμημάτων συλλεκτών. Η κατασκευή επιτρέπει την εγκατάσταση από δύο έως απεριόριστο αριθμό τεμαχίων.

Η απόδοση του ηλιοθερμικού συστήματος αυξάνεται με την εγκατάσταση περισσότερων ηλιακών συλλεκτών

Η βάση ενός τέτοιου ηλιακού συλλέκτη για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού είναι η αρχή του φαινομένου του θερμοκηπίου και το λεγόμενο θερμοσιφωνικό φαινόμενο. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου χρησιμοποιείται στη δομή του θερμαντικού στοιχείου.

Οι ηλιακές ακτίνες διέρχονται ανεμπόδιστα μέσα από το διαφανές υλικό του άνω μέρους του συλλέκτη και μετατρέπονται σε θερμική ενέργεια.

Η θερμική ενέργεια παγιδεύεται σε κλειστό χώρο χάρη στη στεγανότητα του κιβωτίου του τμήματος του συλλέκτη. Το θερμοσιφωνικό φαινόμενο χρησιμοποιείται στο υδραυλικό σύστημα, όταν το θερμαινόμενο μέσο μεταφοράς θερμότητας ανεβαίνει προς τα πάνω, εκτοπίζοντας ταυτόχρονα το ψυχρό μέσο και αναγκάζοντάς το να κινηθεί προς τη ζώνη θέρμανσης.

Χάρη στο θερμοσιφωνικό φαινόμενο, στο σύστημα πραγματοποιείται σταθερή και συνεχής φυσική κυκλοφορία του ψυκτικού υγρού

Απόδοση του ηλιακού συλλέκτη

Το βασικό κριτήριο που επηρεάζει τν απόδοση τν ηλιακών συστημάτων είνα η έντασ ης ηλιακής ακτινοβολίας. Η ποσότητα τς δυνητικά χρήσιμης ηλιακής ακτινοβολίας που πέφτει σε μια συγκεκριμένη περιοχή ονομάζετα ηλιοφάνεια.

Η τμή της ηλιοφάνειας σε διάφορα σημεία της γς κυμαίνετα σε αρκτά μεγάλο εύρος. Για τον προδδιορισμό τν μέσν τμών αυτής της παραμέτρου υπάρχου εδικοί πίνακε. Αυτοί εμφανίζου τν μέσ τμή ηλιακής ακτινοβολίας γα την κάστοτε περιοχή.

Δεδομένα για την ηλιακή ακτινοβολία σε μια συγκεκριμένη περιοχή μπορούν να ληφθούν από ειδικούς χάτες και πίνακες (+)

Εκτός από την τιμή της ηλιοφάνειας, στην απόδοση του στήματος επηρεάζου η επιφάνεια και το υλικό του εναλλάκτη θερμότητας. Ένας ακόμη παράγοντας που επηρεάζει την απόδοση του στήματος είνα ο όγκό τη ςδεξαμενής αποθήκευσης. Η βέλτιστη χωρητικότητα της δεξαμενής υπολογίζετα με βάση τν επιφάνεα τν προσροφητών ού συλλέκτη.

Στν περίπτωσ τυ επίπεδυ συλλέκτη, πρόκειτα γα τ σνλική επιφάνεα τν σλήνν που βρίσκοντ στο κουτί του συλλέκτη. Αυτή η τμή, κατά μέσο όρο, ισύτα με 75 λίτρα όγκυ δεξαμενής ανά τετραγώνικό μέτρο επιφάνειας σλήνν τυ συλλέκτη. Η δεξαμενή αποθήκευσης λειτυργεί ς έα είδς θερμκύ συσσωρευτή.

Τιμές εργοστασιακών συσκευών

Το μεγαλύτερο μέρος του κόστυς κατσκευής εός τέτοιυ συστήματος αφορά την κατασκευή των συλλέκών. Αυτό δεν προκαλεί έκπληξ, καθώς ακόμη και στα βιομηχανά μοντέλ ηλιακών συστημάτων, περίπου τ 60% τού κόστυς αντίστοιχεί σε αυτό το δμικό στοχεί. Το οικονομκό κόστος θα ξαρτηθεί από την επιλγή τυ εκάσττε υλκού.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ένα τέτοιο σύστημα δεν μπορεί να θερμάνει έναν χώρο, απλώς βοηθά στην εξοικονόμηση κόστυς, συμβάλλοντας στη θέρμανση του νερού στο σύστημα θέρμανσης. Λαμβάνοντας υπόψη το αρκετά υψλό ενεργειακό κόστος που δαπανάται γα τη θέρμανση νερού, ένας ηλιακός συλλέκτης ενσωματμένος στο σύστημα θέρμανσης μειώνε σημαντικά τέτους δαπάνες.

Ο ηλιακός συλλέκτης ενσωματμένο πλύ εύκολα σο σύστημα θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης (+)

Για την κατασκευή της χρησιμοποιούνται αρκετά απλά και προσιτά υλικά. Επιπλέον, μια τέτοια κατασκευή είνα εντελώς ενεργειακά ανεξάρτητη και δε χρειάζετα τεχνική στήρηση. Η στήρηση το στήματος περορίζετα σε περοδικό ένγχ και καθαρισμό του γυαλιού το συλλέκτη από ρύπους.

Πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την οργάνωση της ηλιακής θέρμανσης στο σπίτι παρέχονται σε αυτό το άρθρο.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Διαδικασία κατασκευής ενός στιχειώδους ηλιακού συλλέκτη:

Πώς να συναρμολογήσετε και να θέσετε σε λειτουργία ένα ηλιακό σύστημα:

Φυσικά, ένας ηλιακός συλλέκτης κατασκευασμένος μόνος σας δεν μπορεί να ανταγωνιστεί τα βιομηχανικά μοντέλα. Χρησιμοποιώντας αυτοσχέδια υλικά, είναι αρκετά δύσκολο να επιτευχθεί η υψηλή απόδοση που έχουν τα βιομηχανικά δείγματα. Ωστόσο, το οικονομικό κόστος θα είναι πολύ μικρότερο σε σύγκριση με την αγορά έτοιμων εγκαταστάσεων.

Παρ' όλα αυτά, ένα σπιτικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης θα αυξήσει σημαντικά το επίπεδο άνεσης και θα μειώσει το κόστος ενέργειας που παράγεται από παραδοσιακές πηγές.

Έχετε εμπειρία στην κατασκευή ηλιακού συλλέκτη; Ή έχετε απορίες σχετικά με το υλικό που παρουσιάστηκε; Παρακαλούμε, μοιραστείτε πληροφορίες με τους αναγνώστες μας. Μπορείτε να αφήσετε σχόλια στη φόρμα παρακάτω.