Come realizzare un collettore solare per il riscaldamento con le tue mani: una guida passo passo

Collettore solare ad aria: dispositivo schema di progetto

Per realizzare un collettore solare ad aria con i mezzi che ci sono in ogni famiglia, è necessario un po '.

Avrai bisogno:

• Tavole di legno, barre, compensato;
• Viti autofilettanti, chiodi o altri elementi di fissaggio;
• Lattine di ferro per bevande;
• vernice nera;
• Bicchiere.

Prima di tutto, devi preparare una scatola di legno delle dimensioni richieste (lunghezza x larghezza). La profondità della scatola dovrebbe essere leggermente maggiore del diametro delle lattine previste per l'uso. Le pareti della scatola possono essere fissate con viti autofilettanti o con qualsiasi elemento di fissaggio idoneo. Quindi, nella parte superiore e inferiore della scatola, ritirandosi di 10-15 centimetri dalle pareti superiore e inferiore, è necessario installare degli scaffali, lungo l'intera lunghezza dei quali praticare fori per lattine uguali al loro diametro.

È necessario praticare dei fori nelle lattine, tagliando il collo e il fondo, ottenendo così un tubo passante che assomigli ad un piccolo condotto dell'aria. È necessario collegare le lattine inserendo la seconda lattina nel fondo vuoto della prima lattina, la successiva in essa e così via per l'intera lunghezza della scatola. Quindi inserire il tubo risultante dalle lattine nella scatola attraverso i fori praticati per questo. Pertanto, è necessario riempire l'intera scatola di lattine, senza contare lo spazio tra la parete superiore e il ripiano superiore in cui sono fissate le lattine e lo spazio tra il ripiano inferiore e la parete inferiore.

Le giunzioni dei ripiani superiore ed inferiore con le lattine devono essere fissate con viti autofilettanti forando la mensola insieme alla parete della lattina. L'aria della stanza entrerà nello spazio tra la parete superiore della scatola e il ripiano superiore, per il quale è necessario prevedere dei fori, preferibilmente un paio. Passando attraverso le lattine e riscaldandosi, l'aria entrerà in uno spazio simile tra il ripiano inferiore e il muro, da dove entrerà nella stanza attraverso i fori, qui sarà necessario fornire un ventilatore. Pertanto, dovrebbe aver luogo un vero e proprio processo di circolazione dell'aria e riscaldamento.

La scatola stessa e le lattine installate devono essere sgrassate e verniciate con vernice nera opaca (è possibile utilizzare quella più economica) per creare l'impressione di un'unica struttura e aumentare la velocità di riscaldamento.

Fase di assemblaggio responsabile

Il passaggio finale consiste nell'assemblare la custodia, che fisserà tutti i componenti del dispositivo in un'unica struttura. Usando un foglio di compensato e blocchi di legno, devi abbattere una scatola forte. Nelle barre di legno usate, tagliare in anticipo le scanalature, quindi inserirvi uno schermo in policarbonato (la profondità della scanalatura è di circa 0,5 cm). Gli scarichi dei tubi possono essere realizzati dopo che tutti i componenti principali sono stati installati. Successivamente, nella scatola di legno già assemblata, per creare una sacca d'aria, si posa l'isolamento in lana minerale. Montare un pannello con una bobina sopra la lana minerale. Rimbocca i bordi del batuffolo di cotone in modo che la bobina non tocchi le pareti della scatola. Anche il pannello riscaldante e il pannello in policarbonato devono avere una distanza tra loro e non toccarsi.

La fase finale consiste nel trattare il corpo con una speciale soluzione idrorepellente e nella smaltatura (ad eccezione della parte anteriore).

Collettore solare da vecchi telai

Questo è tutto, il collettore solare fai-da-te è pronto. Per attivarlo, posizionarlo su una struttura di supporto, rivolgendo la parte anteriore verso il sole in modo che i raggi cadano sulla parte anteriore ad angolo più retto. Sul tetto, installa un serbatoio per l'accumulo di acqua, fungerà da serbatoio. Nella parte superiore del serbatoio, far scorrere un tubo collegato al tubo superiore del collettore, alla parte inferiore del tubo inferiore. Collegando l'acqua secondo questo schema, garantirai il funzionamento in modalità di circolazione naturale.Secondo le leggi della fisica, l'acqua calda salirà nella direzione del serbatoio e l'acqua fredda spostata entrerà nel collettore per riscaldarsi nella serpentina. Non dimenticare che è necessario collegare un tubo e una valvola al serbatoio per aspirare acqua dal serbatoio e riempirlo con acqua nuova.

Collettore d'aria

Il collettore d'aria è uno degli sviluppi di maggior successo. Ma i pannelli solari ad aria sono molto rari. Tali dispositivi non sono adatti per il riscaldamento domestico o la fornitura di acqua calda. Servono per l'aria condizionata. Il vettore di calore è l'ossigeno, che viene riscaldato sotto l'influenza dell'energia solare. I pannelli solari di questo tipo sono identificati da un pannello nervato in acciaio verniciato in tonalità scura. Il principio di funzionamento di questo dispositivo è una fornitura naturale o automatica di ossigeno alle abitazioni private. L'ossigeno con l'aiuto della radiazione solare si riscalda sotto il pannello, creando così l'aria condizionata.

È consentito installare un collettore d'aria in case private, locali commerciali.

Classificazione della temperatura

Le apparecchiature solari per la casa sono spesso classificate in base al tipo di liquido di raffreddamento. Oggi nel mercato mondiale puoi trovare sistemi a liquido e ad aria. Inoltre, i collettori sono suddivisi in base al regime di temperatura di funzionamento, ovvero la classificazione viene applicata in base alla temperatura massima di riscaldamento degli elementi di lavoro. Esistono i seguenti tipi di sistemi:

• bassa temperatura: il vettore di calore per i collettori solari viene riscaldato fino a 50 ℃;
• temperatura media: la temperatura del liquido circolante non supera gli 80 ℃;
• alta temperatura: la temperatura massima del materiale di trasferimento del calore può aumentare fino a 300 gradi.

Le prime due opzioni sono più adatte per l'uso domestico, mentre i modelli di collettori ad alta temperatura sono più spesso utilizzati nei settori manifatturiero e industriale dell'economia. Ciò è dovuto al fatto che negli impianti di riscaldamento dell'acqua ad alta temperatura, il processo di trasformazione dell'energia solare in calore è piuttosto complicato. Allo stesso tempo, tali installazioni solari occupano vaste aree. Non tutti i proprietari di immobili "dacia" possono permettersi un tale lusso.

Tipi di scaldabagni solari e loro caratteristiche

Gli scaldacqua solari sono un insieme di apparecchiature per il riscaldamento dell'acqua utilizzando l'energia solare. Un altro nome per questi dispositivi è collettori solari. A differenza dei pannelli fotovoltaici che utilizzano la luce solare per generare elettricità, i riscaldatori solari ricevono immediatamente energia termica, che trasferiscono a un liquido di raffreddamento (acqua, antigelo, ecc.).

Formano un intero sistema composto dai seguenti elementi:

• Collettore. Un pannello che riceve energia termica e la trasferisce al liquido di raffreddamento.
• Serbatoio di stoccaggio. Un contenitore in cui si accumula acqua riscaldata e il liquido di raffreddamento raffreddato viene sostituito da un flusso appena riscaldato.
• Circuito di riscaldamento. Sistema a radiatori convenzionale o riscaldamento a pavimento, realizzando l'energia del liquido di raffreddamento. In alcune tipologie di impianto, il circuito di riscaldamento non è compreso nel volume del sistema di collettori, ricevendo energia nel serbatoio di accumulo, che in questo caso è uno scambiatore di calore.

Per tipo di circolazione

La circolazione del liquido di raffreddamento consente di ricevere energia termica in cambio dell'energia rilasciata nell'atmosfera interna della casa. Ci sono due tipi:

1. Naturale. Viene utilizzato il movimento degli strati liquidi riscaldati verso l'alto con la loro sostituzione con strati più freddi. Non richiede alcun dispositivo o utilizzo di elettricità, ma dipende da molti fattori: posizione relativa del collettore, accumulo e altri elementi del sistema, temperatura, ecc. Il movimento fluido è instabile, in grado di aumentare e diminuire.
2. Costretto. I flussi sono diretti da una pompa di circolazione. Esiste una modalità stabile con una portata costante, che consente di fornire una modalità stabile di riscaldamento della casa.

Per tipo di collettore

Esistono modelli di collettori con efficienza, capacità e metodo di trasferimento del calore diversi. Tra loro:

1. Aprire. Vassoi lunghi piatti o grondaie in plastica nera in cui circola l'acqua. L'efficienza degli open collector è molto bassa, ma la semplicità e l'economicità contribuiscono alla loro popolarità. Utilizzato per riscaldare l'acqua per una doccia o una piscina all'aperto.
2. Tubolare (termosifone). L'elemento principale è un tubo coassiale con uno strato di vuoto tra gli strati esterni, che isola in modo affidabile il contenuto dei tubi. Il design è efficiente, ma costoso e irreparabile.
3. Appartamento. Si tratta di contenitori chiusi con un pannello superiore trasparente. La superficie interna è ricoperta da uno strato di ricevitore di energia termica, che la trasferisce all'acqua, che si muove all'interno dei tubi saldati al ricevitore. Un design semplice ed efficace, in cui, per un maggiore effetto, a volte viene creato un vuoto per l'isolamento termico.

Per tipo di circuito di circolazione

1. Aperto: utilizzato per fornire acqua calda a un'area residenziale. Il vettore di calore in questo caso è l'acqua, che viene utilizzata per varie esigenze domestiche e, di conseguenza, non entra più nel circuito.
2. Sistema a circuito singolo - utilizzato per il riscaldamento domestico. Il liquido di raffreddamento riscaldato in questo modo viene utilizzato come additivo al liquido di raffreddamento, che è stato riscaldato con il metodo tradizionale. In questo caso, il liquido di raffreddamento riscaldato passa nell'impianto di riscaldamento, dopodiché viene nuovamente trasferito al serbatoio di ricezione e al collettore.
3. Il sistema di riscaldamento a doppio circuito è il più versatile. È possibile utilizzarlo per il riscaldamento in inverno o per l'approvvigionamento idrico.

Sistema di approvvigionamento idrico e di riscaldamento a doppio circuito

Puoi anche scegliere uno dei possibili refrigeranti: acqua, olio o antigelo. Dopo il collettore, il liquido di raffreddamento passa attraverso uno scambiatore di calore, in cui il calore viene trasferito al secondo circuito. Il secondo liquido di raffreddamento utilizzato è già utilizzato per lo scopo previsto: per il riscaldamento o l'approvvigionamento idrico.

liquido di raffreddamento

Per tali scaldacqua vengono utilizzati vari refrigeranti: antigelo, fluido lubrificante e acqua.

Applicazione

I sistemi solari stanno gradualmente guadagnando popolarità. Con il loro aiuto, risolvono molti problemi:

• Riscaldare il liquido alla temperatura richiesta.
• Migliorare le prestazioni dell'impianto di riscaldamento.
• Scaldabagno per la piscina, per una doccia estiva.
• Riscaldamento di liquidi per altre esigenze.

Assorbitore, la parte più importante del sistema

La parte del collettore solare che riceve, accumula e trasferisce calore al liquido di raffreddamento è chiamata assorbitore.È da questo elemento che dipende l'efficienza dell'intero sistema.

Questo elemento è realizzato in rame, alluminio o vetro, seguito da un rivestimento. L'efficacia dell'assorbitore dipende più dal rivestimento che dal materiale di cui è composto. Di seguito, nella foto, puoi vedere quali rivestimenti sono disponibili e quanto efficacemente possono assorbire il calore.

La descrizione del sistema indica il massimo assorbimento possibile di energia solare che cade sull'assorbitore. "α" è la massima percentuale di assorbimento possibile. "ε" è la percentuale di calore riflesso.

Per tipo di edificio

Gli assorbitori differiscono anche per il tipo di dispositivo, ora ne esistono solo due tipi:

Piuma - disposto come segue. Le piastre collegano tra loro i tubi con il liquido di raffreddamento. I tubi stessi possono essere interconnessi in un sistema in diversi modi. Questo è un semplice tipo di assorbitore che puoi realizzare da solo.

Cilindrico - in questo caso, il rivestimento viene applicato sulla superficie in vetro del pallone e utilizzato nei collettori sottovuoto. Grazie a questo dispositivo, il calore si concentra maggiormente al centro del tubo dove si trova il dissipatore di calore, o asta. Questo sistema funziona con un'efficienza maggiore rispetto a un sistema a penna.

È possibile utilizzare un collettore solare in inverno

Per l'uso del dispositivo durante tutto l'anno, è necessario saperne di più su come funziona il collettore solare in inverno. La differenza principale è il liquido di raffreddamento. Poiché l'acqua può congelare nelle tubazioni del circuito, è necessario sostituirla con antigelo. Il principio del riscaldamento indiretto funziona con l'installazione di una caldaia aggiuntiva. Successivamente, il diagramma è:

• Dopo che l'antigelo si è riscaldato, verrà dalla batteria situata all'esterno nella serpentina del serbatoio dell'acqua e lo riscalderà.
• Quindi l'acqua calda verrà fornita al sistema, raffreddata nuovamente.
• Assicurarsi di installare un sensore di pressione (manometro), uno sfiato dell'aria, una valvola di espansione per scaricare la pressione in eccesso.
• Come nella versione estiva, per migliorare la circolazione è necessario prevedere la presenza di una pompa di circolazione.

Collettore solare sul tetto della casa in inverno

Come realizzare uno scaldabagno solare con le tue mani

Il dispositivo è un radiatore tubolare, con un diametro di 1 pollice, posto in una scatola di legno. La struttura può essere isolata termicamente con schiuma. Con l'aiuto di una lamiera di ferro zincato, è necessario isolare ulteriormente il fondo del dispositivo. Assicurati di dipingere i materiali di nero per accelerare il processo di riscaldamento, ad eccezione della copertura in vetro, che è dipinta di bianco.

Come contenitore per l'acqua, puoi usare una grande botte di ferro, che viene riposta in una scatola di legno o compensato. Lo spazio vuoto deve essere riempito. Per questo sono adatti segatura, sabbia, argilla espansa, ecc.

Strumenti e materiali fai-da-te per uno scaldabagno

Per costruire uno scaldabagno solare, sono necessari i seguenti materiali e strumenti:

• vetro con cornice;
• cartone da costruzione sotto il fondo;
• legno o compensato per una scatola sotto una botte;
• accoppiamento;
• riempitivo per spazi vuoti (sabbia, segatura, ecc.);
• angoli di ferro del rivestimento;
• tubo per il radiatore;
• elementi di fissaggio (ad esempio morsetti);
• lamiera di ferro zincata;
• serbatoio in ferro di grande volume (sono sufficienti 300 litri);
• vernice nera, bianca e argentata;
• barre di legno.

Processo di produzione di scaldabagno solare

Il processo di creazione di un collettore solare con le tue mani non è solo eccitante, ma porta anche molti vantaggi. Il dispositivo creato consentirà un uso razionale della radiazione solare per risolvere vari problemi economici. Le specifiche della creazione di un collezionista in più fasi sono le seguenti:

1. Per prima cosa devi creare una scatola per il serbatoio, che deve essere rinforzata con le barre.
2. Il materiale di isolamento termico viene applicato dal basso, sopra il quale è installata una lamiera.
3. Sopra è posizionato un radiatore, che deve essere adeguatamente fissato con elementi di fissaggio preparati.
4. Le crepe più piccole nel corpo della struttura devono essere imbrattate e sigillate.
5. I tubi e la lamiera devono essere verniciati di nero.
6. La canna e la scatola sono verniciate argento e dopo l'essiccazione, il serbatoio è installato in una struttura in legno.
7. Lo spazio vuoto viene riempito con un riempitivo preparato.
8. Per garantire una pressione costante, è possibile acquistare una camera dell'acqua con galleggiante, installata nel serbatoio di accumulo dell'acqua.
9. Il design dovrebbe essere posizionato in uno spazio soleggiato ad angolo rispetto all'orizzonte.
10. Inoltre, il sistema è interconnesso da tubazioni (il loro numero e materiale dipende dalle dimensioni e dal tipo di progetto).
11. Per evitare la formazione di sacche d'aria, è necessario iniziare a riempire dal fondo del radiatore.
12. Secondo un tale sistema, l'acqua riscaldata si sposta verso l'alto, spostando così l'acqua fredda, che successivamente entra nel radiatore e si riscalda.

Se tutto è calcolato correttamente, dopo un po' uscirà acqua calda dal tubo di scarico. Non dimenticare che il tempo soleggiato è un prerequisito. Quindi, la temperatura all'interno del sistema di riscaldamento dell'acqua può essere di circa 70 gradi.La differenza tra la temperatura dell'acqua in ingresso e in uscita sarà di 10-15 gradi. Di notte, si consiglia di bloccare l'accesso all'acqua, per evitare dispersioni di calore.

Le prestazioni di un tale dispositivo sono significativamente inferiori ai riscaldatori per negozi. L'efficienza di un dispositivo fatto in casa sarà molto inferiore, ma se non è necessario acquistare un sistema così costoso, puoi fare tutto da solo.

L'energia solare è una fonte alternativa di calore

L'idea di utilizzare l'energia solare per il riscaldamento non è nuova. Inoltre, l'opportunità del suo utilizzo è stata dimostrata dagli americani, dai cinesi, dagli spagnoli, dagli israeliani e dai giapponesi.

Il mercato è pieno di offerte di vari impianti per la conversione dell'energia solare e il suo ulteriore utilizzo per le esigenze domestiche.

I sistemi solari sono utilizzati attivamente come principale fonte di calore in molti paesi del mondo. Alle nostre latitudini è ancora utilizzato come complemento all'impianto di riscaldamento.

Il costo dei sistemi dipende dal tipo, dall'area, dal materiale utilizzato nella produzione. Di anno in anno, c'è una costante tendenza al ribasso dei prezzi per tutti i tipi di impianti solari - sistemi solari.

Questo li rende più accessibili alla popolazione generale. Questo è solo che non tutti sono pronti per fare un acquisto del genere.

Ma, se lo desideri, puoi costruire un efficiente sistema di riscaldamento solare con le tue mani, spendendo molto meno.

Un sistema di riscaldamento familiare che da molti anni svolge perfettamente le sue funzioni sta diventando sempre più costoso. La ragione di ciò è l'aumento globale del prezzo delle risorse energetiche in tutto il mondo. Il desiderio naturale che nasce dal proprietario è quello di risparmiare sul riscaldamento, che assorbe una quota significativa del bilancio familiare.

Quindi il sistema di riscaldamento solare può sostituire completamente il solito combustibile solido, gas o qualsiasi altro. Tutto dipende dal tipo e dalle dimensioni della stanza in cui verrà utilizzato.

Un'opzione adatta per un granaio non è adatta per un edificio residenziale e un sistema che soddisfi le esigenze di una residenza estiva non può far fronte al riscaldamento di un palazzo a 2 piani.

La sostituzione completa del riscaldamento tradizionale con il riscaldamento solare è talvolta problematica. Il proprietario teme che il sistema possa non essere in grado di far fronte o che non ci sia spazio sufficiente per installare il numero richiesto di pannelli.

Pertanto, viene spesso utilizzato un sistema di riscaldamento combinato, senza abbandonare completamente le apparecchiature a gas (elettriche o altro) installate. Il livello di sostituzione del riscaldamento convenzionale con quello solare può raggiungere il 90%.

Inoltre, è importante il numero di giorni di sole annuali della zona in cui si trova l'abitazione. Inoltre, la temperatura media giornaliera non è così importante.

Molte installazioni assorbono efficacemente la luce nelle gelide giornate invernali (collettori solari che utilizzano l'antigelo come refrigerante).

Oltre al riscaldamento, un impianto solare è in grado di fornire a una casa acqua calda ed elettricità.

Prezzi per elettrodomestici di fabbrica

La parte del leone dei costi finanziari per la costruzione di un tale sistema ricade sulla produzione di collettori. Ciò non sorprende, anche in campioni industriali di sistemi solari, circa il 60% del costo ricade su questo elemento strutturale. I costi finanziari dipenderanno dalla scelta di un particolare materiale.

Va notato che un tale sistema non è in grado di riscaldare la stanza, aiuterà solo a risparmiare sui costi aiutando a riscaldare l'acqua nell'impianto di riscaldamento. Dati i costi energetici piuttosto elevati che vengono spesi per il riscaldamento dell'acqua, un collettore solare integrato nell'impianto di riscaldamento riduce notevolmente tali costi.

Il collettore solare è facilmente integrato nel sistema di riscaldamento e fornitura di acqua calda (+)

Per la sua fabbricazione vengono utilizzati materiali abbastanza semplici e convenienti. Inoltre, questo design è completamente non volatile e non richiede manutenzione. La manutenzione del sistema si riduce all'ispezione periodica e alla pulizia del vetro del collettore dalla contaminazione.

Vantaggi e svantaggi

Tutti i tipi di installazione hanno le loro caratteristiche positive e negative. Anche per i collettori solari ci sono degli indicatori.

Professionisti:

1. Il sistema di riscaldamento solare consente di risparmiare energia per l'acqua calda.
2. Parte dei costi di riscaldamento in inverno possono essere ridotti utilizzando l'irraggiamento solare.

Svantaggi:

1. Richiederà la produzione di un sistema di fornitura di calore completamente nuovo, che deve essere installato negli impianti di riscaldamento tradizionali e nei dispositivi per l'acqua calda.
2. I sistemi solari non possono garantire il picco di gelate. Qui dovrai utilizzare dispositivi che bruciano carburante o installazioni elettriche per il riscaldamento degli ambienti.

Come funziona in inverno?

Negli impianti di riscaldamento, di norma, vengono utilizzati collettori sottovuoto, ciò è determinato dalle loro caratteristiche tecniche e dalle condizioni operative.

L'elemento principale del vuoto il collettore solare è un tubo a vuoto, Che consiste di:

• Un tubo isolante in vetro o altro materiale che trasmette i raggi solari con una minima perdita di potenza;
• Rame, tubo di calore posto all'interno del tubo isolante;
• Foglio di alluminio e strato assorbente situato tra i tubi;
• Il coperchio del tubo isolante, che è una guarnizione di tenuta che fornisce il vuoto nello spazio interno del dispositivo.

Il sistema funziona come segue:

1. Sotto l'influenza dell'energia solare, il vettore di calore del circuito a tubi evapora e sale, dove condensa nello scambiatore di calore del collettore, trasferisce il suo calore al liquido di raffreddamento del circuito esterno, quindi scorre verso il basso e il processo si ripete.
2. Il vettore di calore del circuito esterno, dallo scambiatore di calore del collettore solare, viene inviato all'accumulo, dove l'energia termica ricevuta viene trasferita al vettore di calore dell'impianto di riscaldamento e fornitura di acqua calda.
3. La circolazione del liquido di raffreddamento del circuito esterno viene effettuata installando una pompa di circolazione e sistemi di automazione che garantiscono il funzionamento del sistema in modalità automatica.
4. Il complesso del sistema di automazione comprende un controllore, sensori e controlli che forniscono i parametri stabiliti del funzionamento dell'impianto (temperatura, flusso del fluido nell'impianto sanitario, ecc.)

Affinché questo sistema sia efficiente e possa far fronte ai compiti previsti, anche durante il periodo invernale, il sistema prevede l'installazione di fonti di energia ridondanti.Può trattarsi di un sistema di riscaldamento aggiuntivo che utilizza un termovettore, come nel diagramma precedente, quando il termovettore del circuito aggiuntivo viene riscaldato utilizzando vari tipi di combustibile (gas, biocarburante, elettricità). Inoltre, un compito simile può essere eseguito installando elementi riscaldanti elettrici direttamente nel serbatoio di accumulo. Il funzionamento delle fonti di energia di riserva è controllato dal sistema di automazione, compresi questi dispositivi in ​​funzione, se necessario.

Come funziona un collettore solare?

Il principio di funzionamento del collettore si basa sull'assorbimento (assorbimento) dell'energia termica del sole da parte di uno speciale dispositivo ricevente e sul suo trasferimento con perdite minime al liquido di raffreddamento. Come ricevitori vengono utilizzati tubi di rame o di vetro verniciati di nero.

Dopotutto, è noto che gli oggetti che hanno un colore scuro o nero vengono assorbiti al meglio dal calore. Il liquido di raffreddamento è il più delle volte acqua, a volte aria. In base alla progettazione, i collettori solari per il riscaldamento domestico e la fornitura di acqua calda sono dei seguenti tipi:

• aria;
• acqua piatta;
• vuoto d'acqua.

Tra gli altri, il collettore solare ad aria si distingue per il suo design semplice e, di conseguenza, per il prezzo più basso. È un pannello: un ricevitore di radiazione solare in metallo, racchiuso in una custodia sigillata. La lamiera d'acciaio per una migliore trasmissione del calore è provvista di nervature sul retro ed è posata sul fondo con isolamento termico. Nella parte frontale è installato un vetro trasparente e ai lati della cassa sono presenti aperture con flange per il collegamento di condotti dell'aria o altri pannelli, come mostrato nello schema:

Devo dire che l'installazione di collettori solari con riscaldamento ad aria ha le sue caratteristiche.A causa della loro bassa efficienza, per il riscaldamento degli ambienti devono essere utilizzati diversi pannelli simili combinati in una batteria. Inoltre, avrai sicuramente bisogno di un ventilatore, poiché l'aria riscaldata dai collettori situati sul tetto non scenderà da sola. Lo schema elettrico del sistema ad aria è mostrato nella figura seguente:

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Come funziona un collettore solare?

Il principio di funzionamento del collettore si basa sull'assorbimento (assorbimento) dell'energia termica del sole da parte di uno speciale dispositivo ricevente e sul suo trasferimento con perdite minime al liquido di raffreddamento. Come ricevitori vengono utilizzati tubi di rame o di vetro verniciati di nero.

Dopotutto, è noto che gli oggetti che hanno un colore scuro o nero vengono assorbiti al meglio dal calore. Il liquido di raffreddamento è il più delle volte acqua, a volte aria. In base alla progettazione, i collettori solari per il riscaldamento domestico e la fornitura di acqua calda sono dei seguenti tipi:

• aria;
• acqua piatta;
• vuoto d'acqua.

Tra gli altri, il collettore solare ad aria si distingue per il suo design semplice e, di conseguenza, per il prezzo più basso. È un pannello: un ricevitore di radiazione solare in metallo, racchiuso in una custodia sigillata. La lamiera d'acciaio per una migliore trasmissione del calore è provvista di nervature sul retro ed è posata sul fondo con isolamento termico. Nella parte frontale è installato un vetro trasparente e ai lati della cassa sono presenti aperture con flange per il collegamento di condotti dell'aria o altri pannelli, come mostrato nello schema:

Devo dire che l'installazione di collettori solari con riscaldamento ad aria ha le sue caratteristiche.A causa della loro bassa efficienza, per il riscaldamento degli ambienti devono essere utilizzati diversi pannelli simili combinati in una batteria. Inoltre, avrai sicuramente bisogno di un ventilatore, poiché l'aria riscaldata dai collettori situati sul tetto non scenderà da sola. Lo schema elettrico del sistema ad aria è mostrato nella figura seguente:

Il dispositivo e il principio di funzionamento di un collettore solare ad aria

Il collettore d'aria solare è costituito da diverse parti principali:

Schema di lavoro di un collettore solare ad aria

• L'intera struttura del collettore è racchiusa in una custodia resistente e sigillata, che è necessariamente dotata di un isolante termico. Il calore che è penetrato all'interno del collettore non deve "fuoriuscire" verso l'esterno.
• La parte principale di qualsiasi collettore è un pannello solare, chiamato anche assorbitore o assorbitore. Il compito di questo pannello è quello di ricevere l'energia solare per poi trasferirla nell'aria, quindi deve essere realizzato con un materiale con la massima conducibilità termica. Tali proprietà disponibili nella vita di tutti i giorni sono rame e alluminio, meno spesso acciaio. Per un migliore trasferimento del calore, la parte inferiore dell'assorbitore è resa il più grande possibile, quindi è possibile utilizzare nervature, una superficie ondulata, perforazione e altri metodi. Per un migliore assorbimento dell'energia solare, la parte ricevente dell'assorbitore è verniciata in un colore scuro opaco.
• La parte superiore del collettore è sigillata ermeticamente con isolamento trasparente, che può essere in vetro temperato o plexiglass, oppure in vetro policarbonato.

Il collettore solare è orientato a sud e la superficie è inclinata in modo che la massima quantità di energia solare colpisca la superficie.Come dicono gli esperti - per la massima insolazione. L'aria fredda esterna entra naturalmente o forzatamente nella parte ricevente, passa attraverso le alette dell'assorbitore ed esce dall'altra parte, dotata di flangia di raccordo con il condotto dell'aria che porta all'ambiente riscaldato. Va notato che ci sono molte opzioni di progettazione del collettore solare e quanto sopra è mostrato solo come esempio.

Il riscaldamento dell'aria con l'aiuto dei collettori solari non può sostituire completamente il riscaldamento principale nella nostra zona climatica, ma sarà un ottimo aiuto anche nelle gelide giornate di sole invernali.

Come funziona il collezionista: è semplice

Qualsiasi struttura considerata nell'articolo per convertire l'energia solare in energia termica ha due componenti principali: uno scambiatore di calore e un dispositivo a batteria che cattura la luce. Il secondo serve a catturare i raggi del sole, il primo a trasformarli in calore.

Il collettore più progressivo è il vuoto. In esso, i tubi degli accumulatori sono inseriti l'uno nell'altro e tra di loro si forma uno spazio senz'aria. Si tratta infatti di un classico thermos. Il collettore sottovuoto, grazie al suo design, fornisce un isolamento termico ideale del dispositivo. I tubi al suo interno, tra l'altro, hanno una forma cilindrica. Pertanto, i raggi del Sole li colpiscono perpendicolarmente, il che garantisce che il collettore riceva una grande quantità di energia.

Dispositivi per il vuoto progressivo

Esistono anche dispositivi più semplici: tubolari e piatti. Il collettore del vuoto li supera in ogni modo. Il suo unico problema è la complessità relativamente alta della produzione. Puoi assemblare un dispositivo del genere a casa, ma ci vorrà molto sforzo.

Il liquido di raffreddamento nei collettori solari per il riscaldamento in questione è l'acqua, che costa poco, a differenza di qualsiasi combustibile moderno, e non emette anidride carbonica nell'ambiente. Un dispositivo per catturare e convertire i raggi del Sole, che puoi realizzare tu stesso, con parametri geometrici di 2x2 mq, è in grado di fornirti circa 100 litri di acqua calda al giorno per 7–9 mesi. E strutture di grandi dimensioni possono essere utilizzate anche per il riscaldamento di una casa.

Se vuoi realizzare un collettore per l'uso tutto l'anno, dovrai installare su di esso scambiatori di calore aggiuntivi, due circuiti con un agente antigelo e aumentarne la superficie. Tali dispositivi ti forniranno calore sia con tempo soleggiato che nuvoloso.

La differenza tra pannelli solari e collettori

Prima di continuare la descrizione delle principali caratteristiche e portata dei sistemi solari per il riscaldamento dell'acqua, è necessario comprendere in che modo i pannelli solari differiscono dai collettori.

1) Batteria solare - dispositivo, che genera energia elettrica dall'energia del Sole con l'ausilio di fotocellule ad alta sensibilità, unite in un unico sistema autonomo. Poiché i convertitori fotovoltaici producono corrente continua, viene utilizzato in aggiunta un inverter, che consente di ottenere corrente alternata adatta alle esigenze domestiche: energia elettrica e illuminazione.

2) Collettore solare: un sistema diviso funzionale, il cui compito principale è l'assorbimento della radiazione infrarossa del vicino e della luce solare visibile. Le batterie generano corrente e i collettori riscaldano il fluido all'interno dei tubi. Questa è la loro principale differenza.

Il liquido di raffreddamento per i collettori solari viene selezionato tenendo conto del periodo dell'anno e delle caratteristiche di funzionamento. Per le strutture multifunzionali, viene solitamente utilizzato l'antigelo (antigelo) e i sistemi di tipo stagionale vengono riempiti d'acqua. Oggi puoi acquistare un'opzione più versatile: un collettore solare ibrido. Questo dispositivo è attraente in quanto produce contemporaneamente elettricità e riscalda l'acqua. I vantaggi del suo utilizzo sono evidenti: i moduli fotovoltaici sono raffreddati da un sistema di rimozione del calore attivo, grazie al quale viene generata il doppio dell'elettricità e le risorse di calore in eccesso vengono spese per il riscaldamento dell'acqua.

Come realizzare un collettore solare con le tue mani

può essere realizzato un collettore solare con le tue mani, ottenendo così un riscaldatore naturale e risparmiando una quantità significativa quando si paga l'elettricità.

La produzione si articolerà in più fasi:

• Definizione dell'obiettivo: sarà un collettore d'aria (per il riscaldamento) o un collettore d'acqua (per il riscaldamento dell'acqua);
• Rimozione delle dimensioni richieste del futuro collettore, preparazione dello schema di progettazione;
• Fabbricazione del corpo, suo isolamento;
• Installazione degli elementi costitutivi del collettore (tubi sottovuoto, che sono uno scambiatore di calore autocostruito);
• Il dispositivo di aperture di un ingresso/uscita;
• Smaltatura della struttura finita (puoi anche usare policarbonato o pellicola, ma il vetro è ancora meglio).

Puoi utilizzare la maggior parte dei materiali disponibili in casa, ad esempio, come assorbitore, si trova spesso l'uso di cartone ondulato verniciato di nero.

Design del collettore solare

Design del collettore solare

Le unità considerate hanno un design abbastanza semplice.In generale il sistema comprende una coppia di collettori, una camera di prua e un serbatoio di accumulo. Il lavoro del collettore solare si svolge secondo un semplice principio: nel processo di passaggio dei raggi solari attraverso il vetro, vengono convertiti in calore. Il sistema è organizzato in modo tale che questi raggi non possano uscire dallo spazio chiuso.

L'impianto funziona secondo il principio del termosifone. Nel processo di riscaldamento, il liquido caldo si precipita verso l'alto, spostando l'acqua fredda da lì e dirigendola verso la fonte di calore. Questo ti permette di rifiutare anche l'uso di una pompa, perché. il liquido circolerà da solo. L'impianto accumula energia solare e la immagazzina all'interno dell'impianto per lungo tempo.

I componenti per il montaggio dell'impianto in questione sono venduti in negozi specializzati. Al centro, un tale collettore è un radiatore tubolare installato in una speciale scatola di legno, una delle cui facce è in vetro.

Per la fabbricazione di detto radiatore si utilizzano tubi. L'acciaio è il materiale preferito per i tubi. L'ingresso e l'uscita sono realizzati con tubi tradizionalmente utilizzati negli impianti idraulici. Di solito vengono utilizzati tubi da ¾ di pollice, anche i prodotti da 1 pollice funzionano bene.

La griglia è composta da tubi più piccoli con pareti più sottili. Il diametro consigliato è di 16 mm, lo spessore ottimale della parete è di 1,5 mm. Ogni griglia del radiatore deve comprendere 5 tubi lunghi 160 cm ciascuno.

Collettori solari

Realizzazione di un dispositivo da cartone ondulato

Questo è un design del collettore solare ancora più semplice. Lo costruirai molto più velocemente.

Primo stadio.Per prima cosa, crea una scatola di legno come nella versione precedente. Quindi, posare una trave lungo il perimetro della parete di fondo (circa 4x4 cm) e stendere la lana minerale sul fondo.

Seconda fase. Fai un foro di uscita sul fondo.

Terza fase. Appoggia il cartone ondulato sulla trave e ridipingi quest'ultimo in nero. Certo, se originariamente fosse di un colore diverso.

Quarto stadio. Eseguire perforazioni sull'intera area del cartone ondulato per il flusso d'aria.

Quinta tappa. Se lo desideri, puoi smaltare l'intera struttura con policarbonato: ciò aumenterà la temperatura di riscaldamento dell'assorbitore. Ma non dimenticare che devi anche fornire un'uscita per il flusso d'aria dall'esterno.

Costi operativi aggiuntivi

L'uso di questo non implica alcuna cura o manutenzione se non la pulizia periodica di sporco e neve in inverno (se non si scongela). Tuttavia, ci saranno alcuni costi associati:

Riparazione, tutto ciò che può essere cambiato in garanzia, il produttore può essere sostituito senza problemi, è importante acquistare un rivenditore autorizzato e avere i documenti di garanzia.
Elettricità, viene speso un bel po' per la pompa e il controller. Per il primo, puoi mettere solo 1 pannello solare da 300 W e sarà sufficiente (anche senza un sistema di batterie).
Il lavaggio delle bobine dovrà essere eseguito una volta ogni 5-7 anni

Tutto dipende dalla qualità dell'acqua (se utilizzata come termovettore).