Assemblare un collettore solare per il riscaldamento con le proprie mani. Realizzare un collettore solare con le proprie mani Collettore solare ad aria fatto in casa

Il livello di sviluppo delle tecnologie e dei materiali moderni è così elevato che non utilizzare l'energia solare è finanziariamente irragionevole e criminale in relazione all'ambiente. Purtroppo, l’acquisto di impianti industriali per la produzione di elettricità e calore è irrazionale a causa dei loro costi elevati. Tuttavia, c'è una via d'uscita: crea tu stesso un collettore solare produttivo con materiali che possono essere trovati nel negozio di ferramenta più vicino.

Scopo di un collettore solare, suoi vantaggi e svantaggi

Uno scaldacqua solare (collettore solare liquido) è un dispositivo che utilizza l'energia solare per riscaldare il liquido di raffreddamento. Viene utilizzato per riscaldare locali, organizzare la fornitura di acqua calda, riscaldare l'acqua nelle piscine, ecc.

Il collettore solare fornirà alla casa acqua calda e calore

I prerequisiti per l'utilizzo di uno scaldabagno ecologico sono il fatto che la radiazione solare cade sulla Terra tutto l'anno, sebbene differisca in intensità in inverno e in estate. Così, alle medie latitudini, la quantità giornaliera di energia nella stagione fredda raggiunge 1–3 kW*h per 1 mq, mentre nel periodo marzo-ottobre questo valore varia da 4 a 8 kW*h/m2. Se parliamo delle regioni meridionali, i numeri possono tranquillamente essere aumentati del 20-40%.

Come puoi vedere, l'efficienza dell'impianto dipende dalla regione, ma anche nel nord del nostro paese il fabbisogno di acqua calda sarà assicurato dal collettore solare: l'importante è che ci siano meno nuvole nel cielo. Se parliamo della zona centrale e delle regioni meridionali, un impianto ad energia solare può sostituire una caldaia e coprire il fabbisogno di refrigerante dell'impianto di riscaldamento in inverno. Naturalmente stiamo parlando di scaldacqua produttivi di diverse decine di metri quadrati.

Una batteria solare ti aiuterà a risparmiare denaro dal budget familiare. Il seguente materiale ti aiuterà a realizzarlo da solo:

Tabella: distribuzione dell'energia solare per regione

I collettori solari costruiti in casa non possono essere paragonati ai dispositivi fabbricati in fabbrica, ma un impianto solare fatto in casa ridurrà i costi di riscaldamento dell'acqua per scopi domestici e farà risparmiare elettricità se collegato a lavatrice e lavastoviglie.

Vantaggi degli scaldacqua solari:

• design relativamente semplice;
• alta affidabilità;
• funzionamento efficiente indipendentemente dal periodo dell'anno;
• lunga durata;
• possibilità di risparmio di gas ed energia elettrica;
• nessuna autorizzazione richiesta per installare l'attrezzatura;
• peso ridotto;
• facilità di installazione;
• completa autonomia.

Per quanto riguarda gli aspetti negativi, nessun impianto per la produzione di energia alternativa può farne a meno. Nel nostro caso, gli svantaggi includono:

• costo elevato delle attrezzature di fabbrica;
• dipendenza dell'efficienza del collettore solare dalla stagione e dalla latitudine;
• esposizione alla grandine;
• costi aggiuntivi per l'installazione di un accumulatore di calore;
• dipendenza dell'efficienza energetica del dispositivo dalla nuvolosità.

Quando si considerano i pro e i contro degli scaldacqua solari, non dovremmo dimenticare il lato ambientale del problema: tali installazioni sono sicure per l'uomo e non danneggiano il nostro pianeta.

Un collettore solare di fabbrica assomiglia ad un set da costruzione con il quale è possibile assemblare rapidamente un'installazione con le prestazioni richieste

Tipi di scaldacqua solari: scegliere un design per l'autoproduzione

A seconda della temperatura sviluppata dai riscaldatori solari si distinguono:

• dispositivi a bassa temperatura - progettati per riscaldare liquidi fino a 50 °C;
• collettori solari a media temperatura - aumentare la temperatura dell'acqua in uscita a 80 °C;
• installazioni ad alta temperatura: riscaldare il liquido di raffreddamento fino al punto di ebollizione.

A casa, puoi costruire uno scaldacqua solare del primo o del secondo tipo. Per produrre un collettore ad alta temperatura avrete bisogno di attrezzature industriali, nuove tecnologie e materiali costosi.

In base alla progettazione, tutti i collettori solari liquidi sono divisi in tre tipologie:

• scaldacqua piatti;
• dispositivi termosifoni sotto vuoto;
• concentratori solari.

Un collettore solare piano è una scatola bassa e isolata termicamente. All'interno sono installati una piastra fotoassorbente ed un circuito tubolare. Il pannello assorbente (assorbitore) ha una maggiore conduttività termica. Grazie a ciò è possibile ottenere il massimo trasferimento di energia al liquido di raffreddamento che circola attraverso il circuito dello scaldabagno. La semplicità e l'efficienza delle installazioni piatte si riflettono in numerosi progetti sviluppati da artigiani popolari.

All'interno del collettore solare piano è presente una piastra fotoassorbente e un circuito tubolare

Il principio di funzionamento degli scaldacqua solari sottovuoto si basa sull'effetto thermos. Il design si basa su dozzine di boccette di doppio vetro. Il tubo esterno è realizzato in vetro temperato resistente agli urti che resiste alla grandine e al vento. La camera d'aria ha uno speciale rivestimento per aumentare la capacità di assorbimento della luce. L'aria è stata evacuata dallo spazio tra gli elementi del pallone, evitando così perdite di calore. Al centro della struttura è presente un circuito termico in rame riempito con un liquido di raffreddamento a basso punto di ebollizione (freon): questo è il riscaldatore del collettore solare sottovuoto. Durante il processo, il fluido di processo evapora e trasferisce energia termica al fluido di lavoro del circuito principale. A questo scopo viene spesso utilizzato l'antigelo. Questo design garantisce il funzionamento del sistema a temperature fino a -50 °C. È difficile costruire un'installazione del genere a casa, quindi esistono solo poche strutture di tipo sottovuoto fatte in casa.

Il design del collettore solare sottovuoto si basa su numerosi contenitori di vetro doppio

Il concentratore solare si basa su uno specchio sferico in grado di focalizzare la radiazione solare in un punto. Il liquido viene riscaldato in un circuito metallico a spirale, posto nel punto focale dell'installazione. Il vantaggio dei concentratori solari è la loro capacità di sviluppare temperature elevate, ma la necessità di un sistema di inseguimento solare ne riduce la popolarità tra gli amanti del fai da te.

Costruire un concentratore solare produttivo in casa non è un compito facile

Per l’uso domestico, i riscaldatori solari a pannello piatto costruiti utilizzando materiali di isolamento termico, vetro ad alta trasmittanza e assorbitori in rame sono le migliori opzioni.

Progettazione e principio di funzionamento di un collettore solare piano

Uno scaldacqua solare fatto in casa è costituito da una struttura piatta in legno (scatola) con una parete posteriore vuota. L'elemento principale del dispositivo, l'assorbitore, si trova nella parte inferiore. Molto spesso è costituito da una lamiera fissata ad un collettore tubolare. L'efficienza del trasferimento di energia dipende dal contatto della piastra assorbente con i tubi dello scambiatore di calore, quindi queste parti sono saldate o saldate con una cucitura continua.

Il circuito del liquido stesso è una serie di tubi installati verticalmente. Nelle parti superiore e inferiore sono collegati a tubi orizzontali di diametro maggiorato, destinati all'alimentazione e all'estrazione del liquido refrigerante. Le aperture di ingresso e uscita del liquido si trovano in diagonale: in questo modo è garantita la completa rimozione del calore dagli elementi dello scambiatore di calore. Come liquido refrigerante vengono utilizzati antigelo per impianti di riscaldamento o altre soluzioni antigelo.

L'assorbitore è ricoperto di vernice che assorbe la luce, il vetro è posto sopra e la scatola è protetta da uno strato di isolamento termico. Per semplificare il compito, l'area vetrata è divisa in parti e per aumentare la produttività vengono utilizzate finestre con doppi vetri. Il design chiuso crea l'effetto di un thermos nel collettore solare e allo stesso tempo previene la perdita di calore dovuta a vento, pioggia e altri fattori esterni.

Uno scaldabagno solare funziona in questo modo:

1. Il liquido non ghiacciato riscaldato nel collettore solare sale attraverso i tubi e attraverso il ramo di estrazione del liquido refrigerante entra nell'accumulo di calore.
2. L'antigelo, attraversando uno scambiatore di calore installato all'interno del serbatoio di accumulo, cede calore all'acqua.
3. Il fluido di lavoro raffreddato entra nella parte inferiore del circuito dello scaldacqua solare.
4. L'acqua riscaldata nel serbatoio sale e viene prelevata per la fornitura di acqua calda. Il rifornimento di liquidi nell'accumulatore di calore avviene grazie alla rete idrica collegata nella parte inferiore. Se il collettore solare funziona come riscaldatore per l'impianto di riscaldamento, viene utilizzata una pompa di circolazione per far circolare l'acqua in un circuito secondario chiuso.

Il movimento costante del liquido di raffreddamento e la presenza di un accumulatore termico consentono di accumulare energia mentre splende il sole, e di consumarla gradualmente anche quando il sole scompare oltre l'orizzonte.

Lo schema di collegamento del collettore solare al serbatoio di accumulo non è così complicato

Opzioni di installazione solare fai-da-te

La particolarità degli scaldacqua solari autocostruiti è che quasi tutti i dispositivi hanno lo stesso design di una scatola termicamente isolata. Spesso il telaio è assemblato in legno e rivestito con lana minerale e pellicola termoriflettente. Per quanto riguarda l'assorbitore, per la sua produzione vengono utilizzati tubi in metallo e plastica, nonché componenti già pronti di apparecchiature domestiche non necessarie.

Da un tubo da giardino

Un tubo da giardino piegato a chiocciola o un tubo dell'acqua in PVC ha un'ampia superficie, che consente di utilizzare tale circuito come scaldabagno per le esigenze di doccia estiva, cucina o riscaldamento della piscina. Naturalmente, per questi scopi è meglio prendere materiali neri e assicurarsi di utilizzare un contenitore per la conservazione, altrimenti l'assorbitore si surriscalderà durante il picco di calura estiva.

Un collettore piatto ricavato da un tubo da giardino è il modo più semplice per riscaldare l'acqua della piscina

Da un vecchio condensatore del frigorifero

Lo scambiatore di calore esterno di un frigorifero o congelatore usato è un assorbitore di collettore solare già pronto. Non resta che dotarlo di un foglio termoassorbente e installarlo nell'alloggiamento. Naturalmente, le prestazioni di un tale sistema saranno ridotte, ma nella stagione calda, uno scaldabagno realizzato con parti di apparecchiature di refrigerazione coprirà il fabbisogno di acqua calda di una piccola casa di campagna o cottage.

Lo scambiatore di calore di un vecchio frigorifero è un assorbitore quasi pronto per un piccolo riscaldatore solare

Da un radiatore piatto di un impianto di riscaldamento

Realizzare un collettore solare da un radiatore in acciaio non richiede nemmeno l'installazione di una piastra assorbente. È sufficiente coprire il dispositivo con vernice nera resistente al calore e montarlo in un involucro sigillato. La produttività di un'installazione è più che sufficiente per un sistema di fornitura di acqua calda. Se realizzi più scaldacqua, puoi risparmiare sul riscaldamento della tua casa quando fa freddo e c'è il sole. A proposito, un'installazione solare assemblata da radiatori riscalderà i locali tecnici, un garage o una serra.

Un radiatore di riscaldamento in acciaio servirà come base per la costruzione di uno scaldabagno ecologico

Realizzato con tubi in polipropilene o polietilene

I tubi in metallo-plastica, polietilene e polipropilene, nonché i raccordi e i dispositivi per la loro installazione, consentono di realizzare circuiti di impianti solari di qualsiasi dimensione e configurazione. Tali impianti hanno buone prestazioni e vengono utilizzati per riscaldare gli ambienti e ottenere acqua calda per le necessità domestiche (cucina, bagno, ecc.).

Il vantaggio di un collettore solare realizzato con tubi di plastica è il basso costo e la facilità di installazione

Dai tubi di rame

Gli assorbitori costruiti con piastre e tubi di rame hanno il massimo trasferimento di calore, quindi vengono utilizzati con successo per il riscaldamento del liquido di raffreddamento degli impianti di riscaldamento e nella fornitura di acqua calda. Gli svantaggi dei collettori in rame includono gli elevati costi di manodopera e il costo dei materiali.

L'utilizzo di tubi e piastre in rame per la realizzazione dell'assorbitore garantisce elevate prestazioni dell'impianto solare

Metodologia per il calcolo di un collettore solare

Il calcolo delle prestazioni di un collettore solare si basa sul fatto che 1 mq di installazione in una giornata limpida rappresenta da 800 a 1 mila W di energia termica. La perdita di questo calore sul retro e sulle pareti della struttura viene calcolata in base al coefficiente di isolamento termico dell'isolante utilizzato. Se viene utilizzata la schiuma di polistirene, il suo coefficiente di perdita di calore è 0,05 W/m × °C. Con uno spessore del materiale di 10 cm e una differenza di temperatura tra interno ed esterno della struttura di 50 °C, la perdita di energia termica è 0,05/0,1 × 50 = 25 W. Tenendo conto delle pareti laterali e dei tubi, questo valore raddoppia. Pertanto, la quantità totale di energia in uscita sarà di 50 W per 1 mq di superficie del riscaldatore solare.

Per riscaldare di un grado 1 litro d'acqua saranno necessari 1,16 W di energia termica, quindi per il nostro modello di collettore solare con una superficie di 1 mq e una differenza di temperatura di 50 °C, sarà possibile ottenere un coefficiente di prestazione condizionale pari a 800/1,16 = 689,65/kg × °C. Questo valore dimostra che un impianto con una superficie di 1 mq riscalderà in un'ora 20 litri di acqua a 35 °C.

La prestazione richiesta di uno scaldacqua solare si calcola utilizzando la formula W = Q × V × δT, dove Q è la capacità termica dell'acqua (1,16 W/kg × °C); V - volume, l; δT è la differenza di temperatura all'ingresso e all'uscita dell'impianto.

Le statistiche dicono che un adulto ha bisogno di 50 litri di acqua calda al giorno. In media, per la fornitura di acqua calda è sufficiente aumentare la temperatura dell'acqua di 40 °C, che, calcolata con questa formula, richiede un consumo energetico W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 kW. Per scoprire l'area del collettore solare, questo valore deve essere diviso per la quantità di energia solare per 1 metro quadrato di superficie ad una data latitudine.

Calcolo dei parametri necessari per l'impianto solare

Realizzazione di uno scaldacqua solare con assorbitore in rame

Il collettore solare proposto per la produzione riscalda l'acqua ad una temperatura superiore a 90 °C in una giornata invernale soleggiata e a 40 °C in caso di tempo nuvoloso. Questo è sufficiente per fornire acqua calda alla casa. Se vuoi riscaldare la tua casa con l'energia solare, avrai bisogno di diversi impianti di questo tipo.

Materiali e strumenti richiesti

Per realizzare uno scaldabagno avrai bisogno di:

• lamiera di rame di spessore minimo 0,2 mm, dimensioni 0,98×2 m;
• tubo rame Ø10 mm, lunghezza 20 m;
• tubo di rame Ø22 mm, lunghezza 2,5 m;
• filettatura 3/4˝ - 2 pz;
• tappo 3/4˝ - 2 pz;
• saldatura dolce SANHA o POS-40 - 0,5 kg;
• flusso;
• prodotti chimici per annerire l'assorbitore;
• Pannello OSB spessore 10 mm;
• angoli dei mobili - 32 pezzi;
• lana di basalto spessa 50 mm;
• isolante in lamiera termoriflettente spessore 20 mm;
• listello 20x30 - 10m;
• guarnizione per porte o finestre - 6 m;
• vetro finestra spessore 4 mm o doppio vetro 0,98x2,01 m;
• viti autofilettanti;
• tintura.

Inoltre, preparare i seguenti strumenti:

• trapano elettrico;
• set di punte per metallo;
• “corona” o fresa per lavorazione legno Ø20 mm;
• tagliatubi;
• bruciatore;
• respiratore;
• pennello;
• un set di cacciaviti o un cacciavite;
• seghetto alternativo elettrico.

Per testare il circuito avrai bisogno anche di un compressore e di un manometro progettato per pressioni fino a 10 atmosfere.

Per la saldatura dolce è adatta una semplice torcia a gas.

Istruzioni per l'avanzamento dei lavori

1. Usando un tagliatubi, il tubo di rame viene tagliato a pezzi. Riceverai 2 pezzi Ø22 mm lunghi 1,25 m e 10 elementi Ø10 mm lunghi 2 m.
2. Nei tubi di grosso spessore, realizzare una rientranza dal bordo di 150 mm ed eseguire 10 forature Ø10 mm ogni 100 mm.
3. I tubi sottili vengono inseriti nei fori risultanti in modo che sporgano verso l'interno di non più di 1-2 mm. In caso contrario, nel radiatore apparirà un'eccessiva resistenza idraulica.
4. Utilizzando un bruciatore a gas, una pistola ad aria calda e una saldatura, tutte le parti del radiatore sono collegate tra loro.

   

   Il circuito del collettore solare funziona sotto pressione, quindi particolare attenzione viene prestata alla tenuta dei collegamenti

   Per assemblare il radiatore è possibile utilizzare raccordi speciali, ma in questo caso il costo del sistema solare aumenterà notevolmente. Inoltre, le connessioni pieghevoli non garantiscono la tenuta della struttura sotto carichi termodinamici variabili.

5. Tappi e filetti sono saldati a coppie lungo le diagonali del radiatore ai tubi da 3/4˝.
6. Dopo aver chiuso la filettatura di uscita con un tappo, avvitare un raccordo sull'ingresso del collettore assemblato e collegare il compressore.

   

   Il compressore è collegato tramite un raccordo

7. Posizionare il radiatore in un contenitore con acqua e utilizzare un compressore per pompare una pressione di 7–8 atm. Le bolle che salgono sui giunti indicano la tenuta dei giunti di saldatura.
   

   Se non riesci a trovare un contenitore adatto per controllare il raccoglitore, puoi montarlo tu stesso. Per fare ciò, realizzate una scatola o una semplice barriera con i materiali disponibili (ritagli di legname, mattoni, ecc.) e copritela con una pellicola di plastica.

8. Dopo aver controllato la tenuta, il radiatore viene asciugato e sgrassato. Quindi iniziano a saldare la lastra di rame. Il foglio assorbitore deve essere saldato ai tubi mediante una cucitura continua su tutta la lunghezza di ciascun elemento del circuito in rame.

   

   Il foglio assorbente è saldato mediante una cucitura continua.

9. Poiché l'assorbitore del collettore solare è in rame, è possibile utilizzare l'annerimento chimico invece della verniciatura. Ciò consentirà di ottenere un vero e proprio rivestimento selettivo sulla superficie, simile a quanto prodotto in fabbrica. Per fare ciò, versare una soluzione chimica riscaldata in un contenitore per verificarne la tenuta e posizionare l'assorbitore a faccia in giù. Durante la reazione, la temperatura dei reagenti viene mantenuta in qualsiasi modo disponibile (ad esempio, pompando costantemente la soluzione attraverso un contenitore con caldaia).

   

   L'annerimento del rame è una delle fasi più critiche nella produzione di un assorbitore

   Come liquido per l'annerimento chimico, è possibile utilizzare una soluzione di idrossido di sodio (60 g) e persolfato di potassio o persolfato di ammonio (16 g) in acqua (1 l). Ricorda che queste sostanze rappresentano un pericolo per l'uomo e il processo di ossidazione del rame stesso è associato al rilascio di gas nocivi. Pertanto, è necessario utilizzare dispositivi di protezione: un respiratore, occhiali e guanti di gomma, e il lavoro stesso viene eseguito al meglio all'aperto o in una stanza ben ventilata.

10. Dal foglio OSB vengono ritagliate le parti per assemblare il corpo del collettore solare: pannelli inferiore 1x2 m, lati 0,16x2 m, superiore 0,18x1 me inferiore 0,17x1 m, nonché 2 divisori di supporto 0,13x0,98 m.
11. Una guida da 20x30 mm viene tagliata a pezzi: 1,94 m - 4 pz. e 0,98 m - 2 pz.
12. Nelle pareti laterali vengono praticati dei fori Ø20 mm per i tubi di ingresso e uscita, mentre nella parte inferiore del collettore vengono praticati 3–4 fori Ø8 mm per la microventilazione.

    

    I fori sono necessari per la microventilazione

13. Nei divisori vengono praticati dei ritagli per i tubi assorbitori.
14. Un telaio di supporto è assemblato con doghe da 20x30 mm.
15. Utilizzando gli angoli del mobile e le viti autofilettanti, il telaio è rivestito con pannelli OSB. In questo caso, le pareti laterali dovrebbero poggiare sul fondo: ciò eviterà il cedimento del corpo. Il pannello inferiore viene ribassato di 10 mm rispetto al resto per ricoprirlo con il vetro. Ciò impedirà alle precipitazioni di penetrare all'interno del telaio.
16. Installa le partizioni interne.

    

    Quando si assembla il corpo, assicurarsi di utilizzare una squadra di costruzione, altrimenti la struttura potrebbe risultare sbilenca

17. Il fondo e i lati del corpo sono isolati con lana minerale e ricoperti con materiale laminato termoriflettente.

    

    È meglio usare lana minerale con impregnazione idrorepellente

18. L'assorbitore viene posizionato sullo spazio preparato. A tale scopo viene smontato uno dei pannelli laterali che viene poi rimontato.

    

    Schema della “torta” interna del collettore solare

19. Ad una distanza di 1 cm dal bordo superiore della scatola, il perimetro interno della struttura è rivestito con un listello di legno di 20x30 mm in modo che il suo lato largo tocchi le pareti.
20. Una gomma sigillante è incollata attorno al perimetro.

    

    Per la tenuta, utilizzare una normale guarnizione per finestra

21. Viene posato un vetro o una finestra con doppi vetri, il cui contorno è anche coperto da una guarnizione per finestra.
22. Premere la struttura con un angolo di alluminio, nel quale sono preforati i fori per le viti autofilettanti. In questa fase, l'assemblaggio del collettore è considerato completo.

    

    Una volta assemblato, lo spessore del collettore solare è di circa 17 cm

Per evitare l'ingresso di umidità e perdite di calore, in tutte le fasi i giunti e i punti in cui le parti sono accoppiate sono trattati con sigillante siliconico. Per proteggere la struttura dalle precipitazioni, il legno viene rivestito con un composto speciale e verniciato con smalto.

Caratteristiche di installazione e funzionamento dei collettori di riscaldamento a liquido

Per posizionare il collettore solare, scegli un luogo spazioso e non ombreggiato durante il giorno. La staffa di montaggio o il sottotelaio è realizzato con doghe di legno o metallo in modo che l'inclinazione dello scaldabagno sia regolata entro un intervallo compreso tra 45 e 60 gradi rispetto all'asse verticale.

Schema di collegamento per un riscaldatore solare in un sistema con movimento forzato del liquido di raffreddamento

Per ridurre le perdite di calore, il serbatoio di accumulo viene posizionato il più vicino possibile all'impianto. A seconda delle condizioni, viene organizzata la circolazione naturale o forzata del liquido di raffreddamento. In quest'ultimo caso viene utilizzato un controller con un sensore di temperatura incorporato nel tubo di uscita. Il pompaggio del fluido di lavoro attraverso il circuito si attiverà quando la sua temperatura raggiunge il valore programmato.

Un sistema funzionante stagionalmente viene caricato con acqua, mentre l'uso tutto l'anno di uno scaldacqua solare richiede l'uso di un fluido antigelo. L'opzione ideale è uno speciale antigelo per impianti solari, ma per risparmiare vengono utilizzati anche liquidi destinati ai radiatori delle auto o agli impianti di riscaldamento domestico.

Video: scaldabagno solare fai-da-te

Costruire un collettore solare non è solo un'attività interessante ed entusiasmante. Uno scaldabagno solare farà risparmiare al tuo budget familiare e dimostrerà che puoi proteggere l'ambiente non solo a parole, ma anche con i fatti.

Grazie ai miei vari hobby, scrivo su vari argomenti, ma i miei preferiti sono ingegneria, tecnologia ed edilizia. Forse perché conosco molte sfumature in questi ambiti, non solo teoricamente, grazie ai miei studi in un'università tecnica e in una scuola di specializzazione, ma anche dal lato pratico, poiché cerco di fare tutto con le mie mani.

Questo collettore solare è stato progettato dall'autore in modo indipendente sulla base di un vecchio radiatore per riscaldamento. Il collettore solare consente di utilizzare l'acqua calda in estate, che viene riscaldata dal calore naturale dei raggi del sole. Questo design sarà particolarmente utile in una casa di campagna dove solitamente non viene fornita acqua calda.

Per realizzare il collettore solare sono stati utilizzati i seguenti materiali:

1) Vecchi radiatori per riscaldamento piatto, due pezzi.
2) fogli di metallo o stagno
3) tubi metallo-plastici
4) rubinetti
5) raccordi
6) vetro della finestra
7) due botti con capacità di 160 litri

Consideriamo le fasi principali della creazione di un collettore solare basato su un vecchio radiatore di riscaldamento.

Innanzitutto, è necessario conoscere il principio di funzionamento di base di questo modello di scaldabagno. L'acqua fredda viene pompata nel serbatoio dal pozzo, per questo l'autore ha installato una stazione di pompaggio. L'acqua viene fornita al serbatoio tramite un rubinetto, che consente di regolare il livello dell'acqua nel serbatoio.

Dopo il riscaldamento l'acqua calda scorre direttamente nella vasca senza rubinetto, poiché l'acqua nel serbatoio non è sotto pressione. Pertanto, l'acqua calda scorre nella vasca stessa quando si apre il rubinetto.

Sul tetto della casa, l'autore ha installato due radiatori in modo che la parte superiore del radiatore fosse ad un livello inferiore rispetto al serbatoio di accumulo. Inoltre, ai fini della circolazione naturale dell'acqua, i tubi di alimentazione dell'acqua dal serbatoio di accumulo sono installati ad angolo, verso i radiatori.

Poiché il tubo attraverso il quale l'acqua riscaldata entra nel serbatoio è collegato appena sopra la metà del serbatoio, l'acqua riscaldata e calda si accumula sempre nella parte superiore del serbatoio di accumulo.

Pertanto, in estate, quando la temperatura media dell'aria all'ombra è di oltre 25 gradi, l'acqua nel serbatoio può riscaldarsi fino a 50-60 gradi al giorno.

L'autore ha anche effettuato una semplice manipolazione con la botte in modo che trattenesse il calore per tutta la notte e l'acqua fosse ancora calda al mattino. Per fare ciò, la botte è stata avvolta in lana minerale e pellicola, dopo di che il serbatoio è diventato una sorta di grande thermos.

Ora sulla progettazione del sistema di riscaldamento dell'acqua stesso.
Sul tetto della casa dell'autore sono stati posizionati due radiatori piatti.

Per facilitare il fissaggio, sono state realizzate due scatole metalliche di lamiera e lamiera, nelle quali sono stati posizionati i radiatori. I radiatori nelle scatole erano ricoperti superiormente da un vetro per proteggerli dal vento e dallo sporco. L'autore ha utilizzato due radiatori contemporaneamente per ridurre il tempo di riscaldamento dell'acqua; di conseguenza, maggiore è il numero dei radiatori, più velocemente l'acqua si riscalderà grazie al calore solare.

La parte superiore dei radiatori installati sul tetto è al di sotto del livello del serbatoio di accumulo, quindi l'acqua riscaldata dal sole entra naturalmente nel serbatoio. Come previsto, i tubi di adduzione dell'acqua dal serbatoio sono realizzati con pendenza verso i radiatori.

Qui puoi vedere le fotografie della produzione di scatole metalliche per radiatori:

Ecco come è stato posizionato il radiatore nella scatola stessa:

Poiché l'autore ha utilizzato radiatori di riscaldamento piuttosto vecchi, che erano rimasti inattivi per molto tempo, quando l'impianto è stato avviato per la prima volta, l'acqua arrugginita scorreva per un periodo piuttosto lungo, ma dopo aver lavato i radiatori, la qualità dell'acqua è tornata alla normalità.

L'autore del collezionista di questo disegno ricorda inoltre che in inverno l'acqua dell'impianto di riscaldamento deve essere scaricata. Pertanto è opportuno prevedere apposite valvole di drenaggio sul fondo del radiatore. Il modo migliore per scaricare l'acqua dal serbatoio di stoccaggio è spegnere la stazione di pompaggio e quindi aprire il rubinetto di alimentazione dell'acqua fredda. In questo modo tutta l'acqua presente nel serbatoio verrà scaricata da sola. Se non si scarica l'acqua dal collettore solare per l'inverno, in caso di gelo la struttura si deformerà e diventerà inutilizzabile. Sebbene il collettore stesso sia realizzato con materiali abbastanza economici, con una corretta manutenzione può funzionare per un periodo piuttosto lungo.

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

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

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

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

Altri vantaggi includono quanto segue:

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

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

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

• coassiale;
• piuma

Diamo uno sguardo più da vicino a ciascuno di essi.

Tubo coassiale

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

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

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

Pipa in piuma

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

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

• flusso diretto;
• "Colpisci la pipa."

Colpisci i canali dei tubi

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

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

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

Canali a flusso diretto

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

Costruiamo un collettore solare sottovuoto con le nostre mani

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

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

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

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

Come assemblare un collettore d'aria

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

Cosa sarà richiesto al lavoro

1. Cacciavite.

2. Chiavi regolabili, per tubi e a bussola.

Tecnologia di assemblaggio

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Video – Collettore solare sottovuoto

Un collettore solare è una fonte alternativa di energia termica attraverso l’utilizzo dell’energia solare. Ora questo comodo dispositivo non è più un'innovazione, ma non tutti possono permettersi la sua installazione. Se si fanno i conti, l'acquisto e l'installazione di un collettore in grado di soddisfare le esigenze domestiche della famiglia media possono costare cinquemila dollari USA. Naturalmente, ci vorrà molto tempo prima che una tale fonte dia i suoi frutti. Ma perché non realizzare tu stesso un collettore solare e installarlo?

Il dispositivo standard ha la forma di una piastra metallica, che viene inserita in una custodia di plastica o di vetro. La superficie di questa piastra accumula l'energia solare, trattiene il calore e lo cede per varie esigenze domestiche: riscaldamento, riscaldamento dell'acqua, ecc. I collettori integrati sono disponibili in diversi tipi.

Cumulativo

I collettori di accumulo sono anche chiamati collettori a termosifone. Questo collettore solare fai-da-te senza pompa è il più redditizio. Le sue capacità consentono non solo di riscaldare l'acqua, ma anche di mantenere la temperatura al livello richiesto per qualche tempo.

Questo collettore solare termico è composto da diversi serbatoi riempiti d'acqua, che si trovano in una scatola di isolamento termico. I serbatoi sono coperti da un coperchio di vetro, attraverso il quale passano i raggi del sole e riscaldano l'acqua. Questa opzione è la più economica, facile da usare e da mantenere, ma la sua efficacia in inverno è praticamente zero.

Piatto

Si tratta di una grande piastra metallica, un assorbitore, che si trova all'interno di una custodia in alluminio con coperchio in vetro. Un collettore solare piano fai da te sarà più efficiente se utilizzi una copertura in vetro. Assorbe l'energia solare attraverso il vetro resistente alla grandine, che trasmette bene la luce e praticamente non la riflette.

All'interno della scatola è presente un isolamento termico che può ridurre significativamente la perdita di calore. Il wafer stesso ha una bassa efficienza, quindi è rivestito con un semiconduttore amorfo, che aumenta significativamente il tasso di accumulo di energia termica.

Quando si realizza un collettore solare per una piscina con le proprie mani, spesso viene data preferenza a un dispositivo integrato piatto. Tuttavia, svolge altrettanto bene anche altri compiti, come riscaldare l'acqua per le necessità domestiche o riscaldare una stanza. Flat è l'opzione più utilizzata. È preferibile realizzare un assorbitore per un collettore solare in rame con le proprie mani.

Liquido

Dal nome è chiaro che il liquido di raffreddamento principale in essi contenuto è liquido. Un collettore solare ad acqua fai-da-te è realizzato secondo il seguente schema. Attraverso una piastra metallica che assorbe l'energia solare, il calore viene trasferito attraverso i tubi ad essa collegati in un serbatoio con acqua o liquido antigelo o direttamente al consumatore.

Due tubi si avvicinano alla piastra. Attraverso uno di essi viene fornita acqua fredda dal serbatoio e attraverso il secondo il liquido già riscaldato entra nel serbatoio. I tubi devono avere aperture di ingresso e di uscita. Questo circuito di riscaldamento è chiamato chiuso.

Quando l'acqua riscaldata viene fornita direttamente per soddisfare le esigenze dell'utente, tale sistema è chiamato a circuito aperto.

Quelli non smaltati vengono spesso utilizzati per riscaldare l'acqua in una piscina, quindi l'assemblaggio di tali collettori solari termici con le proprie mani non richiede l'acquisto di materiali costosi: andranno bene gomma e plastica. Quelli vetrati hanno un'efficienza maggiore, quindi sono in grado di riscaldare la casa e fornire acqua calda al consumatore.

Aria

I dispositivi aerei sono più economici degli analoghi sopra menzionati che utilizzano l'acqua come refrigerante. L'aria non congela, non perde e non bolle come l'acqua. Se si verifica una perdita in un sistema di questo tipo, non causa tanti problemi, ma è abbastanza difficile determinare dove si è verificata.

L’autoproduzione non costa molto al consumatore. Il pannello solare, rivestito in vetro, riscalda l'aria che si trova tra esso e la piastra termoisolante. In parole povere si tratta di un collettore piano con spazio per l'aria all'interno. L'aria fredda entra all'interno e, sotto l'influenza dell'energia solare, l'aria calda viene fornita al consumatore.

Una ventola, fissata al condotto o direttamente alla piastra, migliora la circolazione e migliora il ricambio d'aria nell'apparecchio. Il ventilatore richiede l'uso dell'elettricità per funzionare, il che non è molto economico.

Tali opzioni sono durevoli e affidabili e sono più facili da manutenere rispetto ai dispositivi che utilizzano liquidi come refrigerante. Per mantenere la temperatura dell'aria desiderata in cantina o per riscaldare una serra con un collettore solare, questa opzione è adatta.

Come funziona

Il collettore raccoglie l'energia utilizzando un accumulatore di luce o, in altre parole, un pannello solare ricevente, che trasmette la luce ad una piastra metallica di accumulo, dove l'energia solare viene convertita in energia termica. La piastra trasferisce il calore al liquido refrigerante, che può essere liquido o aria. L'acqua viene inviata attraverso i tubi al consumatore. Con l'aiuto di un tale collettore puoi riscaldare la tua casa, riscaldare l'acqua per vari scopi domestici o una piscina.

I collettori d'aria vengono utilizzati principalmente per riscaldare un ambiente o preriscaldare l'aria al suo interno. I risparmi derivanti dall'utilizzo di tali dispositivi sono evidenti. In primo luogo, non è necessario utilizzare alcun combustibile e, in secondo luogo, il consumo di elettricità è ridotto.

Per ottenere il massimo effetto dall'utilizzo del collettore e dal riscaldamento dell'acqua gratuitamente per sette mesi all'anno, è necessario che esso disponga di un'ampia superficie e di ulteriori dispositivi di scambio termico.

L'ingegnere Stanislav Stanilov ha presentato al mondo il design del collettore solare più versatile. L'idea principale dell'utilizzo del dispositivo da lui sviluppato è quella di ottenere energia termica creando un effetto serra all'interno del collettore.

Progettazione del collezionista

Il design di questo collezionista è molto semplice. Si tratta essenzialmente di un collettore solare costituito da tubi di acciaio saldati in un radiatore, che viene posto in un contenitore di legno protetto da isolamento termico. Come materiali di isolamento termico possono essere utilizzati lana minerale, polistirene espanso e polistirolo.

Sul fondo del box è posta una lamiera zincata sulla quale è montato il radiatore. Sia il foglio che il radiatore sono verniciati di nero e la scatola stessa è ricoperta di vernice bianca. Naturalmente il contenitore è coperto da un coperchio in vetro, che è ben sigillato.

Materiali e parti per la produzione

Per costruire un collettore solare fatto in casa per il riscaldamento di una casa avrai bisogno di:

• bicchiere che servirà da coperchio. La sua dimensione dipenderà dalle dimensioni della scatola. Per una buona efficienza è meglio scegliere un vetro da 1700 mm per 700 mm;
• cornice di vetro: puoi saldarla tu stesso dagli angoli o assemblarla da assi di legno;
• tavola per la scatola. Qui puoi utilizzare qualsiasi tavola, anche dallo smantellamento di vecchi mobili o pavimenti in assi;
• angolo noleggio;
• accoppiamento;
• tubi per montaggio radiatori;
• fascette per il fissaggio del radiatore;
• lamiera di ferro zincato;
• tubi di ingresso e uscita del radiatore;
• serbatoio con un volume di 200-300 litri;
• camera dell'acqua;
• isolamento termico (lastre di polistirolo espanso, polistirolo espanso, lana minerale, ecowool).

Fasi di lavoro

Fasi per creare un collezionista Stanilov con le tue mani:

1. Un contenitore è costituito da assi, il cui fondo è rinforzato con travi.
2. Nella parte inferiore è posizionato un isolante termico. La base deve essere isolata con particolare attenzione per evitare perdite di calore dallo scambiatore di calore.
3. Successivamente, sul fondo della scatola viene posizionata una lamiera zincata e viene installato un radiatore, saldato dai tubi e fissato con fascette in acciaio.
4. Il radiatore e la lamiera sottostante sono verniciati di nero e la scatola è verniciata di bianco o argento.
5. Il serbatoio dell'acqua deve essere installato sotto il collettore in una stanza calda. Tra il serbatoio dell'acqua e il collettore è necessario installare un isolamento termico per mantenere caldi i tubi. Il serbatoio può essere collocato in una grande botte nella quale si può versare argilla espansa, sabbia, segatura, ecc. e quindi isolare.
6. Una camera dell'acqua deve essere installata sopra il serbatoio per creare pressione nella rete.
7. L'installazione fai-da-te del collettore solare dovrebbe essere eseguita sul lato sud del tetto.
8. Dopo che tutti gli elementi del sistema sono pronti e installati, è necessario collegarli alla rete con tubi da mezzo pollice, che devono essere ben isolati per ridurre la perdita di calore.
9. Sarebbe una buona idea costruire un controller per un collettore solare con le proprie mani, poiché i dispositivi di fabbrica non durano a lungo.

Calcolo delle dimensioni

Il calcolo delle dimensioni per realizzare un collettore solare per il riscaldamento con le proprie mani è, innanzitutto, finalizzato a determinare il carico dell'impianto di riscaldamento, la cui copertura è assunta da questo dispositivo. Inutile dire che ciò implica l'uso combinato di più fonti energetiche e non solo dell'energia solare. In questa materia, è importante organizzare il sistema in modo tale che interagisca con gli altri, quindi questo darà il massimo effetto.

Per determinare l'area del collettore, è necessario sapere per quali scopi verrà utilizzata: riscaldamento, riscaldamento dell'acqua o entrambi. Analizzando i dati del contatore dell'acqua, del fabbisogno di riscaldamento e dei dati di insolazione della zona in cui è prevista l'installazione, è possibile calcolare la superficie del collettore. Inoltre, è necessario tenere conto del fabbisogno di acqua calda di tutti i consumatori che si prevede saranno collegati alla rete: lavatrice, lavastoviglie, ecc.

Il rivestimento selettivo svolge forse la funzione più basilare nel funzionamento di un collettore. Una piastra o un radiatore rivestito attira molte volte più energia solare, convertendola in calore. È possibile acquistare una sostanza chimica speciale come rivestimento selettivo oppure si può semplicemente dipingere di nero il serbatoio di accumulo del calore.

Per realizzare un rivestimento selettivo per collettori solari con le tue mani, puoi utilizzare:

• prodotti chimici finiti speciali;
• ossidi di metalli vari;
• materiale isolante termico sottile;
• cromo nero;
• vernice selettiva per il collezionista;
• vernice o pellicola nera.

Collezionisti di materiali di scarto

Assemblare un collettore solare per riscaldare una casa con le proprie mani è sia più economico che più interessante, perché può essere realizzato con vari materiali disponibili.

Dai tubi metallici

Questa opzione di assemblaggio è simile al collettore Stanilov. Quando si assembla un collettore solare da tubi di rame con le proprie mani, il radiatore viene saldato dai tubi e posto in una scatola di legno rivestita con isolamento termico dall'interno.

I tubi di rame saranno i più efficaci; si possono usare anche tubi di alluminio, ma sono difficili da saldare, ma i tubi di acciaio sono l'opzione di maggior successo.

Un collezionista così fatto in casa non dovrebbe essere troppo grande in modo che sia facile da montare e installare. Il diametro dei tubi sui collettori solari per la saldatura del radiatore dovrebbe essere inferiore a quello dei tubi per l'ingresso e l'uscita del liquido di raffreddamento.

Da tubi di plastica e metallo-plastica

Come realizzare un collettore solare con le tue mani, avendo tubi di plastica nel tuo arsenale domestico? Sono meno efficaci come accumulatori di calore, ma sono molte volte più economici del rame e non si corrodono come l'acciaio.

I tubi sono disposti in una scatola a spirale e fissati con fascette. Possono essere rivestiti con vernice nera o selettiva per una maggiore efficacia.

Puoi sperimentare con la posa dei tubi. Poiché i tubi si piegano male, possono essere posati non solo a spirale, ma anche a zigzag. Tra i vantaggi, i tubi di plastica possono essere saldati facilmente e rapidamente.

Dal tubo

Per realizzare un collettore solare per la doccia con le tue mani, avrai bisogno di un tubo di gomma. L'acqua al suo interno si riscalda molto rapidamente, quindi può essere utilizzata anche come scambiatore di calore. Questa è l'opzione più economica quando crei un collezionista da solo. Un tubo flessibile o un tubo in polietilene viene posizionato in una scatola e fissato con fascette.

Poiché il tubo è attorcigliato a spirale, al suo interno non si verificherà la circolazione naturale dell'acqua. Per utilizzare un serbatoio di accumulo dell'acqua in questo sistema, è necessario che sia dotato di una pompa di circolazione. Se si tratta di un cottage estivo e si consuma poca acqua calda, la quantità che scorre nel tubo potrebbe essere sufficiente.

Dalle lattine

Il refrigerante di un collettore solare realizzato con lattine di alluminio è l'aria. Le lattine sono collegate tra loro per formare un tubo. Per realizzare un collettore solare dalle lattine di birra, devi tagliare il fondo e la parte superiore di ciascuna lattina, unirli insieme e incollarli con sigillante. I tubi finiti vengono posti in una scatola di legno e ricoperti di vetro.

Fondamentalmente, un collettore solare ad aria realizzato con lattine di birra viene utilizzato per eliminare l'umidità nel seminterrato o per riscaldare una serra. Non solo le lattine di birra, ma anche le bottiglie di plastica possono essere utilizzate come accumulatori di calore.

Dal frigorifero

Puoi realizzare i tuoi pannelli solari per il riscaldamento dell'acqua da un frigorifero inutilizzabile o dal radiatore di una vecchia macchina. Il condensatore rimosso dal frigorifero deve essere risciacquato accuratamente. L'acqua calda ottenuta in questo modo viene utilizzata al meglio solo per scopi tecnici.

Sul fondo della scatola vengono stesi un foglio e un tappetino di gomma, quindi il condensatore viene posizionato su di essi e fissato. Per fare ciò, è possibile utilizzare cinture, morsetti o il fissaggio con cui era fissato nel frigorifero. Per creare pressione nel sistema, non sarebbe male installare una pompa o una camera dell'acqua sopra il serbatoio.

video

Imparerai come realizzare un collettore solare con le tue mani dal seguente video.

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 la luce solare. 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 della luce solare. 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.