incalzitor solar de apa cu mâinile
Declarația problemei
Doriți să creați cea mai ușoară și mai ieftină de încălzire a apei radiația solară. Pentru a fi exact - pentru a găsi considerațiile cele mai favorabile costuri / beneficii. „Costul“ ia în considerare atât costurile monetare directe și eforturile lor de a găsi piese și asamblarea lor. Rezultante „costuri“ pot fi exprimate în ruble, și în ore de timp pierdut.
Principiul de funcționare
În general vorbind, într-adevăr cel mai simplu încălzitorul solar de apă este pur și simplu un butoi de apă, expuse la soare. Dezavantaje: numai realizabile într-o zi fierbinte soare, soarele fără apă se răcește foarte repede, eficiența energiei solare este foarte mică. Pentru că am menționat, dar nu vor fi luate în considerare în mod serios.
Un design ușor mai complex este un tambur izolat termic și colector de energie solară, de fapt conectat la butoi prin două tuburi amplasate sub tambur. (In cel mai simplu caz, colectorul este un radiator de încălzire din oțel plat, pictat pe o parte cu culoare neagră)
Locație colector de mai jos în partea de jos a butoiului este de o importanță fundamentală: în acest caz, circulația apei prin colector se datorează convecție - apă încălzită în crește rezervor în butoi, în partea de jos butoi si cu mai multa apa rece curge în galeria. După apusul soarelui, convecția încetează; apă în colector se răcește rapid la temperatura ambiantă, dar apa încălzită de butoi nu va intra în rezervor, și ca butoiul este acoperit cu o izolație termică, se va răci încet.
În cazul în care colectorul este poziționat la același nivel cu țeava, că unul dintre tuburile trebuie inserat valve, care împiedică mișcarea apei în sens invers (sau o supapă de noapte manuală poate fi închisă). Dacă acest lucru nu se face, noaptea apa încălzită va curge din țeava în colectorul și galeria să se răcească, mediul de încălzire. Robinetul complică proiectarea și creează rezistență semnificativă la curgere a apei prin colector, ceea ce face eficiența de proiectare scade semnificativ.
În cazul în care circumstanțele locale impun aranjament colector DEASUPRA butoaie - necesită utilizarea unei pompe de circulație.
Locație antet de mai jos în partea de jos a butoiului face posibilă fără a face valva si fara pompa. Teoretic, inferior colector în raport cu cilindrul este, cu atât mai mare „presiunea“ creată prin convecție, viteza de agitare mai mare, mai mare eficiență a instalației. Dar, de asemenea, crește și lungimea conductei de conectare; pentru a compensa creșterea soprtivleniya, creșterea lungimii lor, este de dorit să crească, de asemenea, secțiunea transversală. Acest lucru crește, de asemenea, pierderile de căldură prin pereții tuburilor, adică trebuie să utilizați izolare mai gros. În general, lăsați toată lumea găsește un compromis rezonabil.
Detalii despre structura specifică
Pentru ușurința de referință, trebuie furnizate pe țeava de apă rece (de la apa sau un alt butoi „la rece“) și selectarea apa încălzită.
Pentru alimentarea cu apă rece în partea superioară a butoiului este montat un robinet cu plutitor convențională a vasului de toaletă. Float, ceea ce reprezintă un rezervor de plastic este înlocuită cu o bucată de spumă rigidă care alunecă pe porțiunea orizontală a pârghiei. Acest lucru se face pentru a reduce volumul neutilizat în partea de sus a cilindrului. Pentru ieșirea din supapa cu plutitor este segment furtun conectat se extinde spre fundul butoiului - pentru ca apa rece se apropie de partea de jos, și nu sunt amestecate cu apa încălzită la partea de sus.
Selectarea apa încălzită este de dorit să facă stratul superior. Dacă apa rece se realizează continuu și sub o presiune suficientă, nivelul apei din butoi va fi aproximativ constantă, iar apoi deschiderea de prelevare a probelor de apă se poate face în partea de sus, câțiva centimetri sub cel mai scăzut nivel posibil.
În cazul meu, apa rece se realizează intermitent, adică, nivelul apei din cilindru variază de la maxim la zero. Prelevarea de probe de apă din stratul superior se prezintă astfel: portul de prelevare a probelor de apă situată în partea inferioară a tamburului; în interiorul cilindrului este atașat la această secțiune de deschidere a furtunului într-un inel laminat; capătul deschis al segmentului de furtun este uzat float din spumă, sprijinind-l pe suprafața apei, iar acest scop este rabatată la 1-2 cm sub nivelul apei.
În partea inferioară a lungimii furtunului gaură mică făcut (0.5-1mm). Scopul acestei găuri - pentru a asigura umplerea inițială a furtunului de alimentare cu apă. Fără ea, gaura poate fi o situație în care mijlocul de furtun de apa necompletate iese este mai mare decât capătul său, ca urmare a furtunului nu se poate „suge“ prima porțiune de apă.
Poate că furtunul de aspirație cu plutitor - cea mai dificilă parte a proiectului pentru depanare :)
Alte părți care afectează eficiența.
1. Izolarea termică. Ar trebui să izoleze țeava în sine, cele două tuburi ale tamburului colector și un tub de apă încălzită de ofertanți. Orice material izolant, care este la îndemână, cu atât mai mult - cu atât mai bine :) In ochi, este destul de grosime efectivă a stratului izolator de la 5 până la 10 centimetri. De preferință, sub stratul izolator pentru a pune un strat de folie de aluminiu, în cazul în care nu există materiale speciale izolante cu „încorporat“ a stratului de folie. Nu uita izolația termică și partea de jos a capacului tamburului!
2. Diametrul conductelor între țeava și colector - cu atât mai mult, cu atât mai bine. În prima versiune de design, am folosit un furtun de 1/2 „acum cred că ar trebui să fie schimbat la 3/4“. tub subțire creează o rezistență mare la fluxul de apă (în timp ce „presiunea“ creată prin convecție este foarte scăzută), care degradează transferul de căldură din rezervor în butoi, reduce eficiența instalației. Lungimea acestor tuburi trebuie să fie redusă. (La utilizarea unei pompe de circulație, cu diametrul tubului are nici o semnificație serioasă) în prezența unui termometru adecvat este util pentru măsurarea diferenței de temperatură la intrarea colectorului și la ieșirea acestuia. Dacă această diferență este semnificativă - prin urmare, circulația este dificilă, secțiunea a tuburilor este de dorit să crească.
Dispozitiv colector - analiza opțiunilor
Colector - cel mai important, partea „centrală“ a instalației. De la prima sa eficienta curling a plantelor și în cele din urmă - gradul de satisfacție a utilizatorilor. Prin urmare, dispozitivul colector va fi dedicat atât de multă atenție. Pe Internet a găsit mai multe variante ale dispozitivului colector. Toate acestea sunt viabile, în principiu, dar au diferite dezavantaje.
1. Colectorul prin bobina de la un frigider vechi.
Dacă suntem la dispoziția dumneavoastră frigider dovedit inutile, pe care vreau să folosesc - încercați să utilizați cu înțelepciune vaporizatorul congelatorului. care constă dintr-o pereche de plăci de aluminiu cu canale pentru agent frigorific între acestea.
3. Din conductele de apă din oțel. între două țevi orizontale este sudată multe interconectare pe verticală, adică, design-ul este foarte similar cu radiatorul de încălzire.
4. Bobina de țeavă de cupru gros, lipit la substratul de aluminiu. (Opțiune: ca în paragraful precedent - două țeavă orizontală groasă, între care un număr de tuburi verticale sudate mai subțire, din nou, pe un substrat de aluminiu)
5. Varianta interesantă teoretică - utilizarea policarbonatului, în care canalele curge apa.
6. Cea mai simplă opțiune - pentru leneș, la care eu însumi aparțin. încălzire din oțel plat radiator a fost preluat în coșul de gunoi :)
radiator Finețe cu pomojki: stratul interior este de dorit să se îndepărteze rugina, care radiatorul să fie uscat, ciocan obstuchal pe întreaga suprafață și suflă aer comprimat. Cu toate că munca va fi ca acest lucru :)
7. Radiatorul conform revendicării 6, a fost al doilea, iar prima bobină a fost 16mm din conducta multistrat, vopsit vopsea neagră și ambalate într-o înnegrit într-o cutie de lemn acoperit cu sticlă. Rezultatul este dezamăgitor: în seara apa din butoi a fost ușor peste temperatura corpului, cu toate că cutia de sticlă era fierbinte la atingere. Aparent, motivul pentru eficiența scăzută a pereților conductivitate termică scăzută țevi multistrat. Concluzie: țeavă din plastic nu trebuie utilizat în rezervor. "Zboară, dar low-low" (C)
Îmbunătățirea eficienței colectorului
Încă de la început, era evident că colectorul trebuie să fie plasat într-o cutie de sub sticlă; nu sa făcut imediat pentru că într-o zi caldă, însorită și windless, și așa funcționează (ca urmare a vrut să se grăbească), dar cu o scădere a temperaturii, sau în vreme cu vant, de îndată ce există o scădere a eficienței. Astfel, scopul cutiei - pentru a trece nestingherit la colectorul radiației solare, în cazul în care aceasta va duce la încălzirea tuturor suprafețelor feroase, și să izoleze colectorul de aer rece din exterior. Pentru această casetă trebuie să fie fără fisuri, pereții laterali și din spate sunt acoperite pe interior cu izolație termică - spumă și folie de aluminiu. Ie prin spate și pereții laterali, în general, nimic ar trebui să aibă loc - fără căldură, fără radiații. Astfel, principalele pierderile de căldură se va produce prin sticlă, închizând caseta de sus.
Ca o „sticlă“ a fost considerat 2 opțiuni: un geam din sticlă și policarbonat. Este evident că conductivitatea termică a policarbonat este mult mai mică decât panoul de sticlă, adică Se izoleaza împotriva aerului rece mai bine. În același timp, „aproximativ“ (nu au fost efectuate) reflectă o mult mai mare parte din radiația de la soare, decât un geam de sticlă, și, evident, necesită o mai „directă“ orientarea soarelui.
De îndată ce timpul, voi explora această întrebare în detaliu, dar până în prezent s-a sugerat următoarele: în timpul verii (cu un aer exterior relativ cald) va oferi mai multe ferestre din sticlă eficiență; în toamna și primăvara, la temperaturi scăzute ale aerului, pe o foaie de geam pentru a fi instalate policarbonat.
Pentru performanțe ridicate la colector este esențial este orientarea „dreapta“. O reflecție pic cu privire la posibilitatea de a crea un sistem de urmărire, am abandonat ideea. În primul rând, având în vedere direcția de curgere a lichidului de răcire în rezervor și posibilitatea formării de bule de aer, pentru a gestiona rotirea uneia dintre axa înclinată nu poate fi - ai nevoie de două axe - verticală și orizontală. Design-ul are un windage ridicat, ceea ce impune cerințe severe asupra mecanismelor de rotație. Cu alte cuvinte, punerea în aplicare de urmărire soarele ne va costa cu privire la costul unei motorete :) Și pentru asta, vom obține doar o creștere de două ori în absorbția de radiații, în comparație cu o orientare fixă în poziția „medie“ a soarelui. Evident, nu merita praf și împușcat. În schimb, putem recomanda: a) capacitatea de a transforma manual pe 3 poziții fixe - dimineața, după-amiaza, seara; b) instalarea a două colectoare fixe identice, una dintre care este orientată în partea de sud-est, a doua la sud-vest.
Atunci când două (sau mai multe) colectoare diferite de design sau diferit, orientate, iar tuburile de admisie și de evacuare trebuie să fie integrate mai aproape de un butoi, nu de economisire pe lungimea tuburilor. În caz contrar, un colector „la rece“ poate începe să „ia“ căldură de la „fierbinte“ și disipa în mediul înconjurător.
Sistem dual - „versiune de iarnă“
Vara trece. În timpul zilei, soarele este încă suficient de luminos pentru a încălzi apa, dar pornind de înghețurile de noapte poate distruge dragi colector inimii noastre, înghețarea apei este în ea (țeava nu este înfricoșător - în calitatea sa de căldură este mare, iar izolația este bună) rămâne - pentru a evacua apa din sistem și așteptați următoarea vara. Dar nevoia de apă caldă doar a crescut.
Singura cale de ieșire - „sistem dual“. In partea de jos a butoiului este plasată o spirală a tubului de cupru, capetele spiralei sunt conectate la colectorul (adăuga un alt „rezervor de expansiune“), iar circuitul este umplut cu antigel, în cel mai simplu caz - antigel. Apa din cuvă este încălzită de la contactul cu spirala la care circulă fluidul de răcire încălzit. Un astfel de sistem este scump „singur“ și oarecum mai puțin eficiente (din cauza pierderi suplimentare privind schimbul de căldură între antigel în spirale și apă), dar poate funcționa la temperaturi mici ale aerului! Doar pentru a avea suficientă energie solară pentru a menține temperatura de zero în butoi. Este clar că pentru acest lucru este necesar să se urmărească îndeaproape în timp pentru a se scurge apa, în cazul în care acest lucru în cazul în care această energie este scăzut. Se înțelege de asemenea că cerințele privind calitatea și grosimea izolației va fi considerabil mai mare decât pentru „vară“ întruchiparea.
Probleme descoperite în timpul operațiunii
Experiența de operare Biennial mai simplu sistem cu un singur circuit, la colectorul de două radiatoare plate, ea a relevat următoarele defecte (non-letale, dar neplăcute).
1. Apa care circulă de radiatoare din fier, capătă o nuanță ruginie. In plus, formarea de noi coroziune în rezultate ale radiatorului în canalele overgrowing - adică necesită periodice (la fiecare 1-2 ani) de curatare (pentru aceasta am folosi aer comprimat). Și pe unul dintre radiator, o nouă scurgere, care a fost eliminată prin sudare, dar în acest scop, a fost necesar pentru a elimina radiatorului, uscare, a pus înapoi.
Soluție: în mod evident, aceste probleme dispar atunci când trecerea la diagrama cu două circuite, înlocuind apa din primul circuit pentru răcirea fluidului.
2. În lunile de primăvară și toamnă și zilele noroase, apa este încălzită ușor - la 30-40 grade de temperatură; o astfel de apă călduță duș consumate în mod semnificativ mai mică decât apa, la o temperatură de 50-60, ca rezultat stagnează în butoi de stocare timp de 3-4 zile și există o proliferare intensă a microorganismelor (la 50 de grade lor „fierbinte“, și altele similare 30-40 timp pentru reproducere confortabil); Apa devine un miros neplăcut și, aparent nesigure pentru sănătate.
Soluție: O să încerce imersiune mai multe plăci de argint tehnice având proprietăți antibacteriene. Teoretic, este posibil dezinfectarea ustrot cu ajutorul luminii ultraviolete, dar se pare că jocul nu este în valoare de lumânare. În orice caz, ar trebui să fie la fiecare câteva zile pentru a se asigura scurgerea apei subrăcit necheltuite.
4. Spuma este folosită pentru izolarea termică, fiind într-un mediu umed, sub influența fluctuațiilor zilnice de temperatură, saturate cu apă. Ca rezultat, proprietățile sale de izolare se deterioreze. ceea ce reduce semnificativ temperatura apei din butoi.
Rezolvarea problemelor. Nu a fost încă inventat.