Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками: Делаем простой солнечный коллектор своими руками, пошаговая инструкция

Содержание

Простой солнечный коллектор для нагрева воды своими руками | Интересные факты

Применяя солнечные коллекторы для нагрева воды вы отлично с экономите на других, довольно сейчас дорогих энергоресурсах. Солнечная энергия бесплатна и ее в можно использовать как минимум 6 — 8 месяцев в году, а в южных регионах и того больше.

Заводские модели очень дороги, но всегда можно сделать самостоятельно простой солнечный коллектор, который будет в десятки, а то и сотни раз дешевле и все необходимое можно всегда купить практически в любом строительном магазине, а то и найти у себя в гараже.

Наша задача, все должно быть максимально дешево и эффективно. Ниже я приведу несколько примеров солнечных, водонагревательных коллекторов, для изготовления которых будут применяться довольно дешевые и доступные материалы и с вполне приемлемым КПД для использования.

Солнечный коллектор из обычного садового шланга

Свернутый улиткой садовый шланг, это отличный способ подогреть воду для нужд летний кухни, душа, бассейна и т.д. Имея большую площадь поверхности и черный цвет он быстро нагревает воду, но обязательно к нему необходимо подключить накопительную емкость, потому что в сильно жаркий день вода в нем может даже закипеть и разорвать шланг.

Коллектор из теплообменника старого холодильника

Теплообменник из отслужившего свой срок холодильника, это уже готовый солнечный коллектор, вам только останется его немного доделать . Изготовьте или подберите подходящий корпус под него, на дно положите утеплитель и покрасьте в черный цвет, а сверху накройте стеклом. Производительность такого устройства будет не большая, но его вполне хватит в солнечный день для подогрева воды на даче или для небольшого загородного дома.

Солнечный коллектор из плоской батареи системы отопления

Сборка из плоского радиатора системы отопления производится таким же способом как и из конденсатора холодильника, только не забудьте покрасить в черный цвет. Его отличие в том, что у него выше КПД и если таких установить несколько, то можно вполне решить вопрос с горячей водой для отопления дома (врезав в основную систему отопления соблюдая определенные технологические правила) или гаража, теплицы, подсобного помещения.

Подогрев из полиэтиленовых или полипропиленовых труб

Подойдут трубы из полиэтилена, полипропилена, и т.д, а также фитинги и арматура для их монтажа позволит вам сконструировать солнечный коллектор любой формы и площади. Такие установки имеют довольно хорошую производительность и также подходят для обогрева помещений и подогрева воды для хозяйственных нужд.

А если трубы пропустить еще и через обычные бутылки из под воды, то вы повысите в разы производительность коллектора. Только будет необходимо тыльную часть бутылки обклеить фольгой для отражения и фокусировки солнечных лучей, тем самым трубу или шланг наполненный водой будет дополнительно подогревать раскаленный воздух.

Солнечный коллектор из медных труб

Изготовление системы подогрева воды из медных труб или листов является самой лучшей в плане теплоотдачи, но является довольно трудоемкой в изготовлении и дорогой.

На этом пока все, продолжение следует.

Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, пишите комментарии, ваше мнение очень важно для нас.

Солнечный коллектор для нагрева воды своими руками

В этой публикации представлены результаты объемных исследований блогера Сергея Юрко. Показаны 3 солнечных коллектора, изготовленные мастером своими руками и наиболее эффективный из них — так называемый 3 пленочный коллектор, он нагревает воду до 60 градусов. Есть более простой 2 пленочный, и он способен доводить воду до 55 градусов. Самый простой и самый дешевый 1 пленочный, но он обеспечивает прогрев только до 35 или 40 градусов.

Стоимость одного квадратного метра этих примитивных коллекторов примерно в тысячу раз дешевле заводских аналогов, и поэтому возникает вопрос: а что же такого хорошего в фирменных коллекторах, что они стоят в тысячу раз дороже примитивных, которые может изготовить своими руками любой человек за несколько часов, потратив мизерные деньги.

Будем сравнивать простые коллекторы с дорогими заводскими моделями по эффективности, экономической целесообразности и другим характеристикам. И далеко не всегда это сопоставление в пользу заводских устройств. Ролик на тему: сделаем простейшие солнечные коллекторы и посмотрим, на что они способны. А также выясним, при каких случаях имеет смысл отказаться от дешёвого солнечного тепла с этих примитивных конструкций, чтобы заплатив сотни или тысячи раз дороже, получить такой же эффект от более дорогих устройств.

Личный интерес автора ролика к теме основан на предположении, что заводские солнечные коллекторы являются эволюционным тупиком солнечной тепловой энергетики, поскольку, например, солнечные батареи за последние несколько десятилетий подешевели больше чем в сто раз и график показывает процесс снижения цен.
Возникает мысль, что эволюция солнечных коллекторов пошла не по тому пути и поэтому имеет смысл вернуться к самым простым технологиям.

3 простые конструкции коллекторов для нагрева воды от солнца

Черная пленка является единственной, из чего состоит 1-пленочный примитивный коллектор, то есть на пленку наливается вода и очевидно, что во время солнца это вода нагреется. Её можно купить на базаре в любом городе. Мастер приобрел три квадратных метра за 15 гривен. Стоимость коллектора выходит 15 евро цент за квадратный метр.

Но имеет смысл добавить еще одну — прозрачную пленку, которая покроет поверхность нагреваемой воды. Температура нагрева радикально увеличивается, поскольку вторая пленка останавливает испарение воды. Её продают на любом базаре для теплиц и из-за этого второго слоя стоимость коллектора увеличивается до 35 евро центов за квадратный метр.

Но есть еще и 3 пленочный вариант и дополнительная пленка тоже является прозрачной, она увеличит стоимость коллектора до 55 евро центов за квадратный метр.

Функция 3 пленки, как и у стекла заводского плоского коллектора, то есть между стеклом и черным абсорбером формируется слой воздуха толщиной несколько сантиметров, воздух является теплоизолятором.

Сколько пленок нужно для хорошего нагрева воды?

Экспериментальные измерения дали неожиданные результаты, поскольку оказалось что в нашем случае результат применения третьей пленки не является таким эффективным, как в случае заводского плоского коллектора — температура нагрева воды увеличивается, но всего лишь на несколько градусов. Причем наша тройка коллекторов может иметь разные конструкции. К примеру 2 пленочная — прозрачная полиэтиленовая пленка, продается на базарах в виде рукава. Вода заливается внутрь рукава, а роль нижней черной пленки выполняют черная поверхность крыши многоэтажки.


Аналогичное исследование, но с рукавом из не прозрачной, а черной пленки. Если вторая пленка черная, вариант предпочтительнее только при условии хорошей циркуляция воды через систему. Коллектор нагрел 100 литров воды до 66 градусов. Можно заметить несколько усложнений конструкции, в том числе лист пенополистирола толщинoй 3 сантиметра. но эксперименты показали, что теплоизоляция под коллектором увеличит температуру нагрева, но не радикально.

Эксперимент в августе с нагревом воды при температуре воздуха в тени 35 градусов показал, что пленочный коллектор на хорошей теплоизоляции нагрел воду до 63 градусов и в тот же самый момент другой коллектор нагрел воду до 57 градусов, хотя под ним теплоизоляции нет и его первая пленка лежит прямо на земле.

Дополнительные функции кустарного садового коллектора

Также интересно обратить внимание, что однопленочный коллектор во время дождя выполняет функцию сбора дождевой воды что для некоторых домов и местности может оказаться актуальным. кроме этого, 1 пленочные и 2 пленочные коллекторе ночью могут выполнять функцию градирни, то есть они отбирают тепло из воды, используемой для систем охлаждения. Можно использовать в режиме, когда днем через них циркулирует вода, которую нужно нагревать. а ночью коллектор охлаждает воду баков. днем вода из них используется для отбора тепла. в результате чего она нагревается. и поэтому следующей ночью ее нужно опять охлаждать коллекторами.

Интересно заметить, что высота воды в коллекторах может превышать несколько сантиметров. они являются одновременно и солнечным коллекторам и баком для горячей воды. То есть они работают как хорошо известная черная бочка на летнем душе.

Но очевидно, что после исчезновения солнца вода в коллекторе охлаждается. Для этого случая может оказаться интересным коллектор с тремя слоями пленки, вода в котором охлаждается медленно.

На фото. Стоимость заводских тепловых коллекторов в тысячу раз дороже представленных самодельных.

Статистика по измерениям эффективности самодельных и заводских солнечных нагревателей

1 августа проводил эксперимент по измерению производительности 2 пленочного коллектора. На протяжении солнечного дня измерял температуру воды и заносил в таблицу.

насколько эффективен нагреватель воды с пленкой

В следующий таблице интерпретация полученных результатов, в столбце количество теплоты, которую реально производил коллектор.

Описано в примечании фото, как рассчитывалось по результатам измерений температуры. В другом столбце количество солнечной радиации, которая попала на солнечный коллектор. причем важно заметить, что она зависит от угла солнца над горизонтом, точнее от синуса этого угла.

Интересно, что в данный временной промежуток производство тепла коллектором было больше, чем количество солнечной радиации. но никакого парадокса нет, если обратить внимание на разницу температур. В это время температура воздуха была больше, чем воды в коллекторе, и поэтому она нагревалась не только из-за поглощения солнечной радиации, но и вследствие нагрева от более теплого воздуха. но в другие временные промежутки вода была уже теплее воздуха. причем, чем больше разница температур, тем больше тепловые утечки из воды в окружающий воздух. тем меньше полезного тепла производят коллектор. Можно прийти к выводу, что как только температура воды достигнет примерно 60 градусов, она прекратит нагреваться, поскольку упомянутые тепловые утечки сравняются с поступлением энергии Солнца в коллектор.

В правом крайнем столбце таблицы зафиксирована измеренная мощность нагрева коллектора на единицу площади, ее можно сравнить с столбцом с мощностью нагрева одного квадратного метра заводского коллектора в тех же условиях. Описано, как вычислял мощности. Один квадратный метр заводской модели имеет преимущество над такой же площадью самодельного только при работе на высоких температурах воды. а если нужно греть воду с температурой выше 60-70 градусов, то кустарный коллектор не сможет работать вообще. в то же время 1 квадратный метр самодельного теплообменника произведет тепла заметно больше, чем один квадратный метр фабричного, когда температура воды меньше температуры окружающего воздуха.

Результаты объясняются энергетическими характеристиками 2 пленочного коллектора.


А это оценка характеристик других типа примитивных нагревателей.

Приблизительные характеристики заводских плоских коллекторов, представленных в паспорте.

В интернете можно найти такие характеристики практически для любой марки. По таблице видно, что фирменный обменник тепла имеет преимущество по этому коэффициенту, благодаря чему он способен работать на высоких температурах. но с другой стороны самопальный коллектор работает намного лучше заводского в случае, если нужно подогреть воду с температурой ниже воздуха. Например, если нужно нагревать 10 градусную воду подземной скважины во время 30-градусной жары. дело в том, что коэффициент корректнее называть не тепловыми потерями, а коэффициентом теплообмена. Поскольку если вода в коллекторе холоднее воздуха, то в коллекторе нет тепловых потерь, а наоборот, из более теплого воздуха в него поступает дополнительное тепло. Данный коэффициент интерпретируется так, что если разница температур между водой и воздухом увеличивается на 1 градус, то обмен тепла через каждый квадратный метр коллектора увеличивается на 20 ватт.

Эта характеристика (оптический КПД) показывает кпд преобразования солнечной радиации в полезное тепло в условиях, когда температура теплоносителя в коллекторе равна температуре окружающего среды. В примечании описано, почему у простейших коллекторов этот показатель немного лучше, чем у заводских. Но это указан кпд нового чистого коллектора, а примитивные очень чувствительны к грязи. Текст ниже описывает, как много грязи накапливается в них течение эксплуатации.

Грязь и пузырьки в простых самодельных коллекторах

* В воду 1-пленочного коллектора извне приходит очень много разнообразной грязи. В 2-х и 3-пленочных устройствах эта проблема выражается в пылевом налете на верхней пленке, и после высыхания воды дождя или росы эта грязь группируется в непрозрачные пятна, которые могут очень заметно уменьшить КПД коллектора. Но с другой стороны, есть несколько несложных способов удалять эту грязь после дождя.
* Из воды тоже выпадает много грязи в виде мелких хлопьев на поверхности воды или крупных хлопьев на дне. Эти выпадения усиливаются из-за нагрева воды.
* Также накапливается «белый налет» (на верху 1-й и низу 2-й пленки), который заметно снижает КПД. Он прикрепляется к пленкам очень прочно, т.е. потоком воды не удаляется (и щеткой он оттирается с большим трудом и не полностью). Возможно, это выпадение солей из нагретой воды, возможно, это последствия разложения полиэтиленовых пленок.
* Часть грязи в коллекторе может быть объяснена продуктами разложения полиэтилена вследствие УФ-радиации и высокой температуры. Обычно полиэтилен разлагается на перекись водорода, альдегиды и кетоны. В основном, это газы или жидкости, хорошо растворимые в воде. т.е. в осадок они вроде бы не должны выпадать.

* КПД коллектора также снижается из-за большого количества газовых пузырьков (диаметром до нескольких миллиметров на верху 1-й и низу 2-й пленки), которые выделяются при нагреве воды (При нагреве уменьшается растворимость газов в воде). Интересно, что при расположении коллектора на земле на его 1-й пленке пузырьков практически нет (но они есть на низу 2-й)
* Под 2-й пленкой могут образовываться большие пузыри, а также воздух в складках. Эти участки быстро запотевают, и это уменьшает КПД.
* На краях коллектора 2-я пленка может не прилегать к воде: на таких участках низ запотевает и поэтому плохо пропускает солнечную радиацию.
* В 3-пленочных коллекторах могут быть запотевания низа 3-й пленки. Это случается при неправильной установке 2-й пленки (из-за чего пар из коллектора может проникать под 3-ю пленку) или из-за её повреждений. В таких случаях нужно устанавливать 3-ю пленку так, чтобы ветер слегка вентилировал пространство между нею и 3 слоем.

Загрязнение воды коллекторов из-за разложения полиэтиленовых пленок

Это разложение будет из-за одновременного воздействия кислорода воздуха, ультрафиолетовой солнечной радиации и температуры 50-60 град. Полиэтилен разлагается на альдегиды, кетоны, перекись водорода и др.
При нагреве в коллекторе каждого 1 куб. м воды его полиэтиленовые пленки будут выделять порядка 1 г продуктов разложения (На 1 кв. м коллектора приходится около 100 г 1-й и 2-й пленок, и за время своей службы они выделят, по очень приблизительным оценкам, около 10 г «продуктов разложения» и нагреют порядка 10 куб. м воды). Но непонятно, сколько из этих 1 мг/ литр перейдет в воду, а сколько улетит в атмосферу, выпадет в осадок на дне коллектора и бака горячей воды, перейдет в тот «белый налет» (о котором я говорил в предыдущем тексте), не выйдет за пределы массы полиэтилена
Кроме того, непонятно благоприятное влияние на очистку воды вследствие ее пребывания и нагрева в коллекторе (а там из нее выпадает очень много осадка), а также вследствие пребывания в баке горячей воды. Таким образом, по приблизительным оценкам, в воду поступит 0,1-0.5 мг / литр продуктов разложения полиэтилена, которые распределятся между десятками хим. веществ с концентрациями по 0.001-0,1 мг на литр нагреваемой воды. Поскольку это недалеко от ПДК вредных веществ, консультация с СЭС лишней не будет. Например, согласно стандарту ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»:
— Есть ограничения по 13 шт. альдегидов — ПДК от 0,003 мг / литр до 1 мг / литр, например, ПДК формальдегида — 0.05 мг / литр, а самые жесткие требования к бензальдегиду — 0.003 мг / литр
— ПДК перекиси водорода — 0,1 мг / литр
— По 3 шт. экзотических кетонов тоже есть ограничения с ПДК 0,1-1,0 мг / литр

Выводы:

1) Если вода «застоялась» коллекторах, то концентрация «продуктов разложения» в ней будет в разы или десятки раз больше. Возможно, такую воду лучше выбрасывать.
2) Желательно использовать более тонкие пленки (они будут давать меньше «продуктов разложения»).
3) Пленки желательно как можно стабилизированные. Например, тепличная предпочтительнее обычной (не подкрашенной) полиэтиленовой, она стабилизируется против воздействия УФ-радиации. Другой пример: полиэтилен высокой плотности медленнее разлагается из-за высокой температуры, чем низкой плотности.
4) Отношение площади коллекторов к потребности объекта (в горячей воде) желательно как можно меньше. Т.е., например, при суточной потребности 10 куб. м горячей воды, станция с 50 кв.м. коллекторов дает загрязнение (концентрация вредных веществ) воды в десятки раз меньше, чем станция с 500 кв.м. коллекторов, в том числе и из-за более низкой температуры нагрева воды коллекторами, что уменьшает скорость разложения полиэтилена.
5) Если 2-я пленка коллекторов будет черная (а не прозрачная), то загрязнение воды должно быть в разы меньше (поскольку УФ-излучение проникает только в верхний слой 2-й пленки).
6) Можно подумать над таким вариантом работы солнечной станции, когда коллекторы нагревают
техническую воду, которая затем передает свое тепло через теплообменник чистой воде ГВС.

Какую лучше применять пленку для сбора солнечного тепла — черную или прозрачную ?

Оптический кпд заметно уменьшается из-за воздушных пузырьков и запотевания второго слоя пленки коллектора. это к тому, что кпд реально эксплуатируемого устройства по всему сроку эксплуатации окажется на несколько десятков процентов меньше. Поэтому не имеет смысла стремиться к дорогим пленкам с большой долговечностью, поскольку за несколько месяцев эксплуатации на них накопится столько грязи, что пленки захочется заменить. Из-за таких проблем с разнообразной грязью склоняемся к тому, что 2 пленка должна быть все таки непрозрачной, а черной.

У этого коллектора черная пленка и нет радикального уменьшения кпд из-за грязи. Но у него есть проблема — солнце нагревает только тонкий верхний слой воды. Тем не менее существует несколько вариантов решения проблемы, которые будут получены после исследований.

Важно иметь ввиду что ветер увеличивает коэффициент теплопотерь примитивных коллекторов, а в случае однопленочного это влияние ветра может быть радикальным, так как увеличиваются потери тепла из коллектора вследствие испарения воды и может дойти до того, что даже в идеально солнечный день, но при сильном ветре и низкой влажности 1-пленочный сможет нагреть воду только на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха. Кроме этого коэффициент к1 нужно увеличить на несколько десятков процентов, если под коллектором нет теплоизоляции и он лежит непосредственно на земле, на поверхности крыши и тому подобное.

Во 2 серии этого фильма сравниваются примитивные и заводские коллекторы по темам работы зимой, простоте подключения, экономической целесообразности, областям применения на практике.

Обсуждение здесь.

Вторая часть (о работе зимой)


3, 4 серии (техобслуживание)

Другие ссылки:
— Конструкция и технология того сверх дешевого солнечного нагревателя:


— Эксперимент с заливкой воды в рукав полиэтиленовой пленки:

Как сделать солнечный коллектор для бассейна своими руками: из черной трубы или шланга или покупной: Советы? Обзор +Видео

Солнечный коллектор для бассейна своими руками: покупной или сделать своими руками из черного шланга или труб? Выясним! Территория частного дома или приусадебный участок всё чаще становятся местом отдыха и релаксации.  Место грядок заняли газоны и беседки с комплексами для приготовления барбекю. Наличие бассейна в таких местах стало обязательным атрибутом.  Строятся они двух видов:

Открытые водоёмы. Емкость находится на открытом пространстве без защитного сооружения.

Бассейны закрытого типа. Находятся они внутри помещения построенного из лёгких материалов. Оно защищает ёмкость от попадания мусора, падающей листвы, холодного ветра.

Оба вида водоёмов имеют один минус, в определённое время вода имеет недостаточную температуру для купания. Для нагрева воды подойдёт система солнечного коллектора для бассейна.

Общие сведения

Подогрев воды в бассейне

Решить данный вопрос можно банальным подогревом при помощи электрических тэнов. Но этот процесс принесёт немалые финансовые траты.

Длительное время ведётся разработка систем использующих энергию из альтернативных источников.  В ряду основных таких представителей первое место занимает энергия солнца. С весны по осень солнце отдаёт достаточно бесплатной тепловой энергии для подогрева воды на хозяйственные нужды. Для использования такого тепла применяются водяные коллекторы.

Интересно! Родоначальником современных солнечных коллекторов нагрева воды для отопления и хозяйственных нужд, является металлическая бочка, выкрашенная в чёрный цвет и наполненная водой. Выполняла она функцию ёмкости для душа на приусадебных участках и частных придомовых территориях.

Типы коллекторов по температуре нагрева среды

  • Маломощные системы, нагревают воду до 600С. Подходят для обеспечения хозяйственных нужд.
  • Коллекторы, достигающие мощность нагрева среды до 900С. Обеспечивают хозяйственную деятельность и для отопления помещений.
  • Контуры с мощностью нагрева воды больше 1000С. Используются для промышленных целей.

Для нагрева воды в бассейне достаточно применить коллекторы с нагревом до 900С.

Общий принцип изготовления солнечных водонагревателей

Основными представителями таких систем являются трубчатые солнечные коллекторы. Изготавливаются они заводским способом по разработанной технологии. Представляют собой комплекс медных трубок проходящих через стеклянные колбы с вакуумом. На противоположную стенку, по направлению к солнечному свету, нанесено зеркальное покрытие.

Сам коллектор располагается на металлической основе покрытой чёрной краской с отделкой утеплителем. В верхней части находится ёмкость для накопления теплоносителя. От него отходит трубопровод для подачи воды к точкам потребления. Подводка холодной воды осуществляется в нижней части системы. При нагреве она поднимается в накопитель.

В случае отсутствия расхода нагретой жидкости предусмотрен трубопровод возврата остывшей воды в начало цикла. При этом уровень в накопителе не меняется и подача холодной воды из трассы будет перекрыта при помощи шарового механизма с поплавковой запорной системой.

Трубки из меди изготавливаются по условию отсутствия сопротивления теплообменным процессам. Для стеклянных колб используется материал без присутствия металлов. Это необходимо для снижения отражения солнечных лучей. Вакуум в колбах играет роль термозащиты, он не проводит тепло и вся энергия остаётся в теплоносителе.

Для помощи движения теплоносителя в системе, при наличии большого объёма, применяется циркуляционный насос.

Система устанавливается в местах расположенных выше точки разбора. Каркас с закреплённым коллектором фиксируется максимально жёстко. Направление рабочей поверхности располагается в сторону южного сектора горизонта. Наклон панели равен числу широты местности, в которой находится объект.

Данная система представлена в полном рабочем цикле. Применить её для нагрева воды в крытом бассейне можно и в зимний период на территориях с тёплым климатом.

Инструкция изготовления солнечной батареи своими руками

Вариантов исполнения солнечных коллекторов много. Для подогрева воды в открытых бассейнах на даче без больших финансовых затрат, можно изготовить солнечный коллектор самостоятельно своими руками.

Простая схема из шланга для полива

  • На металлический лист 1500х1500х2 мм. наносится краска чёрного цвета.
  • Поливочный шланг сворачивается спиралью. Необходимо создать 4 улитки по 60 см в диаметре соединённые между собой последовательно.
  • Закрепить спирали между собой можно посредством проволоки или бечёвки.
  • Укладываются они на плоскость листа.
  • Подача воды из бассейна осуществляется через циркуляционный насос.
  • Напор регулируется опытным путём.
  • Лист необходимо приподнять для создания угла равного 60 градусам. Это необходимая величина для попадания на коллектор прямых солнечных лучей.
  • Вода в такой системе прогревается до 500С.
  • В течение нескольких часов вода в небольшом бассейне приобретёт комфортную температуру.

Более сложный вариант сборки коллектора из пластиковой трубы

  • На лист фанеры с рабочей стороны наносится чёрная краска.
  • Из полипропиленовой трубы диаметром 10 мм спаивается система в виде змеевика.
  • Отрезки трубы соединяются уголками.
  • Шаг между прямыми участками трубы равен 50 мм.
  • Конструкция крепиться к листу фанеры с помощью полиэтиленовых самозатягивающихся хомутов.
  • Труба окрашивается краской в чёрный цвет. Это необходимо не только для нагрева воды, но и для защиты материала трубопровода от разрушительного воздействия ультрафиолета.
  • Готовый блок обрамляется рамой из рейки 20х20 мм.

Сверху на раму закрепляются полосы стекла. Они обеспечат лучший прогрев трубы за счет создания барьера для защиты от ветра и аккумуляции дополнительного объёма солнечных лучей.

  • Задняя стенка коллектора обклеивается пенопластом для создания теплоизоляции внутреннего пространства.
  • Для установки конструкции собирается каркас из бруса сечением 50х50 мм.
  • Коллектор устанавливается на каркас жёстко для сопротивления ветру.
  • Подача воды осуществляется с нижнего края с применением циркуляционного насоса.
  • Выход воды осуществляется в верхнем углу противоположной стороны системы.
  • Температура воды при правильной регулировке насоса достигает 650с.
  • Горячая вода по шлангу поступает в бассейн.

Заключение

При понимании принципа работы солнечного коллектора для нагревания воды, можно без наличия специальных навыков создавать системы, обеспечивающие горячей водой хозяйственные нужды без финансовых затрат. Природа нам даёт много полезных бесплатных ресурсов.

изготовление самодельного солнечного коллектора для отопления дома своими руками

Коллектор солнечной энергии – это устройство для сбора солнечного тепла. В отличие от солнечных батарей он не производит электричество, а обеспечивает нагрев материала-теплоносителя. Изготовление солнечного коллектора своими руками не займет много времени, но принесет немало пользы. Можно использовать самодельные солнечные коллекторы как для отопления больших помещений, так и для обогрева малых площадей или нагрева воды.

Известно, что плоскость площадью всего в 36 см2, обращенная перпендикулярно к солнечным лучам, может получать в год такое количество энергии, которого вполне хватит для того, чтобы вскипятить чайник.

Подобные факты и привели к изобретению различных приборов, основанных на использовании солнечной энергии. Так, например, существуют конструкции, способные собирать рассеянную солнечную энергию и перерабатывать ее в тепло, например для обогрева дома и т. п.

Самодельный коллектор солнечной энергии для отопления дома

В данной статье приводятся три варианта изготовления обогревательных установок. Первый вариант солнечного коллектора своими руками по своей тепловой мощности вполне может заменить батареи центрального отопления. Данная установка способна почти 8 месяцев в год днем и ночью отапливать все помещения большого дома. Ее тепловая мощность очень велика (около 5 ООО Вт) и поэтому может обеспечить не только круглосуточную работу системы обогрева, но и позволяет запасать избыток тепла впрок, т. е. аккумулировать его.

   

Этот солнечный коллектор для отопления изготавливают из дерева, его длина составляет 350 см, ширина — 180 см, а высота — 220 см. Устанавливать это оборудование нужно обязательно с южной стороны жилого дома.

   

На правой стороне коллектора нужно смонтировать откидную крышу, которую можно днем опускать, а на ночь или во время дождя — поднимать. Крыша призвана защищать коллектор от потери тепла и от различных повреждений.

   

Боковую стенку коллектора можно собрать из деревянных рамок, она должна иметь тройное остекление. Это позволяет лучше аккумулировать солнечную энергию: оба слоя воздуха между стеклами будут хорошо теплоизолировать нагреваемые солнечными лучами пластины.

   

Сделать пластины солнечного коллектора своими руками можно из полос кровельного железа и покрасить черной эмалью. Нагреваясь благодаря солнечным лучам, они будут отдавать тепло потоку воздуха, который, в свою очередь, начнет совершать сложный путь по лабиринту между ячейками и внутренним стеклом.

   

Принцип работы коллектора будет следующим. Утром необходимо откинуть крышу и установить ее под таким углом, чтобы солнечные лучи, отражаясь от стекла, падали на черные пластины подогревателя. Когда они достаточно нагреются, нужно включить вентиляторы. Далее воздух через отверстие 1 будет устремляться в лабиринт над подогревателем. Нагреваясь, он будет выходить в отверстие 2. Через отверстие 3 и 4 вентилятор начнет направлять этот нагретый воздух в жилые помещения.

Обратный поток будет возвращаться в коллектор через отверстие 5. Потом поток воздуха начнет разделяться: часть его снова направится в жилые помещения, а другая часть будет засасываться вентилятором и пойдет на подогрев.

Данный солнечный коллектор для отопления дома позволяет прогреть воздух в жилых помещениях до 24 °С, а иногда температура может быть и выше. Если станет слишком жарко, можно будет перераспределить потоки воздуха. Для этого необходимо заслонкой перекрыть воздуховод, по которому теплый воздух идет в дом. В этом случае большая его часть начнет циркулировать внутри коллектора, нагревая только аккумулятор.

Конструкция аккумулятора включает дополнительный лабиринт, где воздух будет больше отдавать тепло заполнителю. Заполнитель представляет собой кладку из кирпичей или крупных камней, которые должны быть уложены с большими щелями без связующего раствора.

Масса аккумулятора должна составлять несколько сотен килограммов, так что к вечеру температура кладки может достигнуть 75 С. Такое аккумулированное тепло позволит поддерживать температуру воздуха в помещениях в пределах 16-18 °С в течение всей ночи. После захода солнца нужно отключить вентилятор, а крышу коллектора следует поднять.

Изготовление солнечного коллектора для обогрева комнаты

Второй вариант конструкции коллектора имеет размеры 150 х 100 X10 см. Тепловая мощность такого солнечного коллектора для дома — 800 Вт.

   

Хотя эта мощность и невелика, но ее вполне должно хватить для обогрева комнаты площадью 12-14 м2. Однако после захода солнца данная установка не может работать, поскольку у нее нет специального заполнителя, который аккумулировал бы тепло.

   

Чтобы обогреть большую площадь, потребуется сделать несколько таких коллекторов, причем работать они могут вместе или независимо друг от друга. Для совместной работы их нужно параллельно соединить между собой.

   

При изготовлении корпуса солнечного коллектора используют кровельное железо. Внешне конструкция этого изделия напоминает корыто. Внутреннюю поверхность коллектора нужно покрасить в черный цвет и установить внутри корпуса два стержня. На них далее необходимо надеть пластины-жалюзи. Их также можно вырезать из кровельного железа и покрасить черной эмалью.

   

Работать коллектор будет по следующей схеме; воздух из помещения по гибкому рукаву вентилятором будет подаваться внутрь коллектора, здесь, обтекая пластины, он начнет нагреваться.

   

Для большей эффективности установки рекомендуется делать переднюю часть коллектора с двойным остеклением, а корпус утеплять теплоизоляционными матами.

Солнечный коллектор своими руками для нагрева воды

С помощью третьего варианта самодельного солнечного коллектора можно греть воду. Монтировать его следует на чердаке дома под самой крышей.

Принцип работы этого коллектора, сделанного своими руками, заключается в том, что солнечные лучи, многократно отражаясь от зеркал, установленных на боковых стенах, потолке и полу, будут концентрироваться в узкий пучок и падать на змеевик, установленный в ящике.

Крышка этого ящика должна иметь двойное остекление. Сделав данную установку, вода будет нагреваться до 70—80 С. Ее можно использовать и для отопления, и для различных хозяйственных нужд.

Самодельный солнечный коллектор своими руками (нагрев воды) | Своими руками

Принимаем энергию солнца…


Вначале собрал принимающий экран — коллектор (см. рис. 1 на стр. 14, п. 1; фото 1). Основа — охлаждающая решетка от старого холодильника. Закрепил ее на подходящем куске ДВП, предварительно приклеив к нему светоотражающую фольгу.

По периметру заготовки соорудил рамку из алюминиевого профиля (рис. 2) Закрепил на ней фиксаторы для стекла (небольшие уголки).

Вставил его между фиксаторами с выступом профиля и закрыл боковой рейкой. В корпусе высверлил отверстия, через которые вывел наружу переходники для дальнейшего соединения. Места прилегания стекла и профиля обработал силиконовым герметиком (короб коллектора работает как термос).

Разместил коллектор на южной стороне дома, под углом 45 град к стене.


Читайте также: Солнечные батареи (коллекторы, гелиосистемы) для нагрева воды в частном доме


… и греем воду


Медную трубку d 8 мм и длиной 2 м хозяин намотал на трубу d 8 см, изготовив таким образом теплообменник (рис. 1.2; фото 3) В качестве емкости, в которой приспособление нагревает воду, использовал бытовой водонагреватель (бойлер) объемом 100 л (рис. 1.3).

Открутив крепежные гайки, извлек из него электрический тэн. По его размерам выточил из латуни соединительную втулку (рис. 1.4). Продел в нее концы спирали теплообменника, места соединения тщательно пропаял и закрепил его в корпусе бойлера.

На обратном пути движения воды от теплообменника к коллектору через тройник подсоединил расширительный бачок (рис. 1.5) Ниже расположил насос (рис. 1.6). Использовал помпу обратного осмоса производительностью 1 л/м( 100 Вт, до 7 Атм.

Насос оснастил терморегулятором, который отключает его за не надобностью при температуре ниже 30 град.— в темное время суток или продолжительную ненастную погоду.

Чтобы исключить замерзание зимой, заполнил систему пропиленгликолем, смешав его с водой в пропорции 8:2. Смесь, нагреваясь в коллекторе, поступает в «солнечный» бойлер и через теплообменник нагревает холодную воду.

Два режима работы самодельного солнечного коллектора

Металлопластиковыми трубами через фитинги подвел холодную воду к бойлеру, работающему от коллектора, и соединил его с электрическим бойлером (рис. 1.7) через коммутатор (рис. 1.8; фото 2). собранный из кранов и уголков.

Задача коммутатора состоит в подаче воды через «солнечный» бойлер (где она подогревается солнцем) на электрический — здесь в теплое время года она нагревается до нужной температуры.

В результате вода поступает в электрический бойлер нагретой до 50-60 град., что значительно экономит электроэнергию при дальнейшем нагреве.

На зиму воду с «солнечного» бойлера Владимир сливает, а коммутатор сразу направляет холодную в электрический бойлер.

И хотя в это время система работает малоэффективно, остальные 9 месяцев в году показания электросчетчика радуют.

Важно!

Автомобильный антифриз содержит ядовитый этиленгликоль, его не стоит применять для коллектора в жилом доме!

Соединение между коллектором и теплообменником мастер утеплил во избежание потери тепла фольгированным утеплителем толщиной 6-8 мм: нарезал его полосками и закрепил сантехническим скотчем.

На заметку

Выбирая расширительный бак, учитывайте, что коэффициент объемного расширения антифриза отличается от воды и, в зависимости от повышения температуры, может увеличиваться на 20%. Поэтому размер такого бака должен составлять 15% от всего объёма системы.


Ссылка по теме: Солнечные батареи своими руками для частного дома.


Солнечный коллектор для подогрева воды – чертеж


Самодельный солнечный коллектор своими руками – фото


© Автор: Виктор Комзолов, Фото автора

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме «Как сделать своими руками — домохозяину!»


Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.

Будем друзьями!

Солнечный водонагреватель своими руками

Какую пользу можно извлечь от жары? От солнца не обязательно лишь прятаться в тень и спасаться в доме. Самый дешевый и простой способ извлекать энергию из солнечных лучей – это устраивать на крыше дома или над летним душем плоские солнечные коллекторы. Самодельный прибор состоит из трубок теплообменника, коллектора – коробки, куда вкладывается теплообменник и защищается теплоизоляцией, бака-накопителя для воды. Устройство действует по достаточно простому принципу: лучи солнца проникают сквозь стекло коллектора, встречаются с его черным дном (резиновым ковриком или покрашенной деревянной поверхностью), поглощаются этой чернотой. Вслед за этим дно начинает излучать инфракрасные лучи (тепловая энергия), которые уже не могут проникнуть в атмосферу обратно из-под стекла. Снизу и по бокам тепловой энергии преграждает путь слой теплоизоляции, который уложен в ящике. Вот и получается, что задержанному теплу некуда деть свою энергию, кроме как передать ее воде (теплоносителю), которая протекает по трубкам, уложенным в коллекторе. Теплая вода в трубках коллектора расширяется и самотеком устремляется в водосборник, а на ее место поступает холодная вода. Так, температура воды водосборнике постепенно повышается. По сути, самый простой накопитель солнечного тепла – это бочка, висящая над летним душем . Но в ней нет системы замещения горячей и холодной воды, и оттуда быстрее улетучивается тепло. Так что тем, кто ощутил все прелести бочки и солнечного тепла, можно приступать к следующему этапу и начинать строить свою собственную маленькую гелиоустановку.

Устройство теплообменника

Один из основный рабочих элементов системы – это теплообменник. Для небольшого садового домика достаточно будет теплообменника размерами 2200-700 мм (1,5 кв.м.). Материалы для изготовления этих трубок — разные. Можно взять водопроводные трубы или плоские батареи. Для подводящих и отводящих труб используются стальные трубы диаметром 1 или ¾ дюйма, для самой решетки (змеевика) теплообменника понадобятся трубы тонкостенные, с меньшим диаметром – где-то 16х1,5 мм. Для создания одной решетки теплообменника потребуется около 15 труб длиной около 1600 мм. Раму для теплообменника можно изготовить самостоятельно, согнув две дюймовые трубы на трубогибочном станке. Получившаяся рама должна быть размером 600х2100 мм. 12-15 кусков труб диаметром ¾ дюйма соединят элементы рамы. В трубах рамы через одинаковые промежутки сверлят необходимое количество отверстий попарно, друг напротив друга. После этого обрезки труб вставляют в отверстия рамы и сваривают теплообменник. Он готов. Есть еще один вариант, как можно сделать теплообменник. Некоторые мастера приспосабливают под эти цели змеевики старых холодильников. Эти змеевики снимают, тщательно промывают их от фреона и крепят потом в коллектор в качестве системы труб теплообменника. Получившуюся систему трубок, из чего бы она изготовлена ни была, крепят к теплопоглощающему листу 700х2200 мм, изготовленному из оцинкованного железа. Или используют вместо листа темную подложку из резины. К листу теплообменник крепят при помощи проволоки с двух сторон. В конце всего этого этапа теплопоглощающий лист (коврик) и теплообменник красят в 2-3 слоя черной эмалевой краской. Если теплообменник соорудили из старых батарей, их тоже красят черной краской.

Изготовление коллектора

Коллектор – специальный короб для теплообменника – тоже очень важная часть установки. Готовить его нужно аккуратно. Самая важная задача – не потерять тепло. Корпус коллектора можно изготовить из дерева (или другого материала, из которого получится прочный ящик). Пригодится обрезная доска толщиной 40 мм и фанера в 6 мм. Из досок нужно сколотить прочную раму с размерами 240х90х75. С помощью шурупов к раме прикрепляют дно из фанеры или оргалита, усиляют дно рейками, чтобы получится крепкий ящик. На дно ящика кладут слой теплоизоляционного материала (пенопласт, шлако- или стекловата), а сверху – теплообменник с теплопоглощающим листом (можно добавить еще лист фольги). Все элементы конструкции нужно хорошо закрепить между собой стальными хомутами из проволоки. Коллектор обязательно застекляют. В верхней части рамы можно выбрать пазы для стекла, а по бокам прикрепить поперечные рейки, на которые ляжет стекло. За всей стыковкой и уплотнением швов нужно следить очень тщательно. Именно непроницаемость короба коллектора сможет обеспечить хороший парниковый эффект внутри, а значит — и хорошо нагреется вода. Обязательно использовать замазку для гидроизоляции, чтобы дождевая вода не смогла попасть внутрь коллектора между стекольными швами и рамой. Для предохранения стекла от механических повреждений (град, дождь, сильный ветер) можно смонтировать дополнительные откидные крышки из дерева или металла. С внешней строны короб желательно покрасить белой или светлой краской, чтобы снизились потери на теплоизлучение. Соединения подводящих труб с трубами теплообменника или змеевика внутри коллектора – стандартное: с использованием муфт, тройников, уголков и обязательной герметизацией пенькой и масляной краской.

Установка бака для воды

Самый простой вариант — когда циркуляция воды происходит только за счет естественной конвекции (без разных насосов и дополнительных устройств). Для этого бак нужно прикрепить выше коллектора. Вода будет двигаться по такой схеме: при нагреве в коллекторе она будет расширяться, становиться менее плотной и подниматься вверх по коллектору. Через верхнюю выводную трубу теплая вода будет попадать в верхнюю часть бака-аккумулятора. В результате этого вода, которая более холодная и располагается на дне бака, будет вымещаться в нижнюю подводную трубу и течь в нижнюю часть коллектора. Таким образом происходит круговорот воды в солнечной греющей установке. При помощи дополнительного крана для слива горячей воды самая теплая вода с поверхности бака может течь в летний душ или в дом. И пока светит солнце, вода постоянно будет циркулировать по замкнутому кругу, все больше и больше нагреваясь. 1 — горячая вода; 2 — вентиль сброса давления; 3 — слив горячей воды; 4 — запорный вентиль; 5 — вентиль подпитки; 6 — холодная вода; 7 — подача холодной воды; 8 — сливной вентиль. Благодаря тому, что бак приподнят над коллектором, сильного охлаждения воды в бочке не произойдет даже ночью, так как вся холодная вода естественным образом скопится с нижней части бочки и в нижних трубах, а в самом баке до утра будет стоять более теплая вода. Обычно для летних душевых и помывочных нужд выбирают бак емкостью 200-400 литров. Удобны в этом плане стальные бочки. Если нет одной такой бочки большого размера, можно взять несколько поменьше и соединить их в единую систему трубами. Очень полезно будет теплоизолировать сам накопитель. Тогда не придется терять дневное тепло ночью. Можно устроить отдельный короб из досок или фанеры для бочки, поставить туда емкость, и все внутреннее пространство заполнить строительным пенопластом, шлаковой ватой, опилками или торфом. При помощи такой вот конструкции солнечного нагревателя, с коллектором и утепленной бочкой, в солнечный день можно нагреть воду до 70 градусов. Чтобы сохранить такую систему в целости и невредимости, лучше коллектор прятать на зиму в дом. Для этого заранее стоит продумать «пути отступления», то есть такую систему крепления ящика и теплообменника, чтобы их можно было легко зиму из бочки и теплообменника выпускают всю воду. Общий выбор места для коллектора – прежде всего расчет и здравый смысла. Поискать на участке самое солнечное место, где солнце держится в течение дня дольше всего. Коллектор располагают принимающей стороной на юг и устанавливают под углом 25-30 градусов. Конечно, лучше всего это делать на крыше дома или веранды. Но следить за тем, чтобы стропильная система кровли могла выдержать нагрузку тяжелого ящика. Если установкой планируется пользоваться только для подогрева летнего душа, то опоры для коллектора можно смастерить и в другом месте: на беседке, сарае, душе, высоком заборе или придумать самостоятельную стойку.

Как сделать солнечный коллектор своими руками

Солнечный коллектор — это прибор, в котором энергия солнца нагревает воду или иной теплоноситель. Используется он для горячего водоснабжения либо отопления помещений.

На сегодня рынок предлагает десятки модификаций коллекторов, как отечественного производства, так и импортных, цена которых, начинается от 30-40 тысяч, и у отдельных комплектов приближается к миллиону. При этом устройство и принцип действия коллектора предельно просты, и самостоятельно сделать этот полезный прибор по силам любому домашнему мастеру.

Солнечный коллектор для нагрева воды

Но прежде чем приступить к работе разберемся.

Как устроен и как работает солнечный коллектор

Прибор состоит из системы труб, в которых циркулирует теплоноситель – вода или антифриз. Трубы помещаются в теплоизолированный корпус, а для лучшего поглощения солнечных лучей их поверхность окрашивают в черный цвет. Эти трубы и есть основной рабочий элемент всего устройства.

К коллектору подсоединяют бак для нагрева воды либо систему отопления дома (рис. 1).

К коллектору подсоединяют бак запаса воды или систему отопления дома

Движение теплоносителя осуществляется за счет разницы температур на входе и на выходе коллектора (естественная циркуляция), либо принудительно – электрическим насосом.

Как сделать солнечный коллектор своими руками

Рассмотрим, как сделать  простой коллектор, который с успехом можно применить для нагрева воды на даче или усадьбе.

Начнем с корпуса прибора. Для его изготовления применим водостойкую фанеру, из которой сделаем плоский ящик размерами приблизительно 100х100 см и с бортами высотой 10-12 см. Детали соединим саморезами.

Дно и борта для снижения потерь тепла оклеим слоем пенопласта толщиной 4-5 см. Поверх пенопласта уложим слой пенофола, фольгой наружу.

Теперь нам понадобится черный гофрированный шланг из ПВХ. Он удобен тем, что может быть согнут с достаточно малым радиусом, не сминаясь. Его можно приобрести в магазинах садовых принадлежностей.

Сверлим в коробке два отверстия, в одном из углов и в центре. Сворачиваем шланг спиралью внутри ящика. В концы шланга вставляем пластиковые колена, которые выводим в отверстия. ПВХ фурнитура для садовых шлангов продается обычно там же где и сами шланги и включает различного рода переходники, колена, тройники и пр.

Колена и шланг закрепляем хомутами и силиконовым герметиком. Сверху ящик закрываем листом прозрачного сотового поликарбоната (рис.2).

Схема сборки солнечного коллектора

Поликарбонат важный элемент всего устройства. Он практически не пропускает инфракрасные лучи, за счет чего внутри коробки создается своего рода парник. Кроме того, сотовая структура является хорошим теплоизолятором.

Установка и подключение коллектора

Чтобы запасти горячую воду для использования, помимо коллектора нужен бак запаса воды. Подойдет обычная емкость из ПВХ, объемом 50-80 литров. Бак желательно утеплить. К примеру, поставить в деревянный короб и засыпать опилками.

К баку подсоединяем коллектор, и линию водопровода, снабдив подключение обычным поплавковым клапаном. Как это сделать видно на рис. 1.

Теперь нужно заполнить коллектор водой. Чтобы в шланге не образовалась воздушная пробка, наливая воду коллектор нужно уложить горизонтально.

После того как система заполнена водой, коллектор устанавливаем под углом приблизительно 45 градусов, ориентировав его на юг. Подробнее про солнечный коллектор своими руками можно узнать по ссылке.

Заключение

Описанная в статье система в летнее время, способна даже в пасмурный день, удовлетворить дневную потребность двух-трех человек в теплой воде для душа и хозяйственных нужд. Температура воды при этом может достигать 60-65 ºС.

Попробовав свои силы на описанном простом устройстве, вы сможете  изготовить и более сложные устройства, на основе медных труб, с автоматикой и принудительной циркуляцией, и даже вакуумные коллекторы. Но о них мы  расскажем в других статьях.

Оставляйте ваши советы и комментарии ниже. Подписывайтесь на новостную рассылку. Успехов вам, и добра вашей семье!

Как сделать недорогой солнечный коллектор своими руками. Стр. 1


Солнечные коллекторы — хороший способ сэкономить энергоресурсы.Солнечная — бесплатная, поэтому не менее 6-7 месяцев в году можно получить теплую воду для хозяйственных нужд. А в остальные месяцы — еще

и выручка по системе отопления

. Вы можете сделать собственный солнечный коллектор. Для этого вам потребуются материалы и инструменты, которые можно приобрести в большинстве хозяйственных магазинов. Или то, что вы найдете в его гараже.

В проекте использована технология «в том числе солнце — жить комфортно». Он был специально разработан для проекта немецкой компанией Solar Partner Sued, которая профессионально занимается продажей, установкой и обслуживанием солнечных коллекторов и фотоэлетрических панелей.

Основная идея — дешево и сердито. Для изготовления коллектора используются довольно простые и распространенные материалы, которые вы можете купить в местном магазине или даже найти в своем гараже. КПД коллектора на достойном уровне.Он ниже заводской модели, но разница в цене полностью компенсирует этот недостаток.

Существуют различные типы солнечных водонагревателей, но все они основаны на простом принципе: черная поверхность поглощает тепло от солнца, а затем это тепло передается воде. Самая простая модель может быть изготовлена ​​из легкодоступных материалов и не требует насосов или другого электрического оборудования. Эффективный солнечный коллектор можно использовать даже зимой благодаря использованию незамерзающей жидкости — антифриза

.Эта система представляет собой пассивный солнечный коллектор и не зависит от электричества. Идет без насосов. Горячая жидкость движется между коллектором и резервуаром по принципу конвекции, благодаря простому правилу — всегда нагретая жидкость поднимается вверх

. Принцип действия солнечного коллектора следующий:

Солнце нагревает жидкость в резервуаре
Нагретая жидкость поднимается через коллектор и трубу в накопительном баке
Когда горячая жидкость попадает в теплообменник, установленный в резервуар для воды, тепло передается от теплообменника в резервуар для воды
Жидкость в теплообменнике, охлаждается, по спирали движется вниз и поступает в отверстия дна резервуара обратно в резервуар
Вода, нагретая в резервуаре, накапливается в верхняя часть резервуара
Холодная вода из водопровода / резервуара поступает на дно резервуара
Нагретая вода удаляется через выпускное отверстие в верхней части резервуара.

Пока солнце светит на коллектор, трубы абсорбера в жидкости нагреваются, она перемещается в резервуар и, таким образом, постоянно циркулирует. Этот процесс нагревает воду в резервуаре всего за несколько часов под интенсивным солнечным излучением.

Основной элемент коллектора — поглотитель. Он состоит из металлического листа, который приварен к металлическим трубкам. Несколько трубок установлены вертикально и приварены к двум горизонтально расположенным трубам большого диаметра. Эти толстые трубы для входа и выхода жидкости должны быть расположены параллельно друг другу.Вход для жидкости (нижняя часть абсорбера) и выход (верх абсорбера) должны быть расположены на разных сторонах панели (по диагонали). Для соединения более толстых труб просверлите отверстие диаметром вертикальной трубы.

Для лучшей передачи тепла от металлической пластины к трубам важно обеспечить максимальный контакт с трубной пластиной. Сварка должна идти по элементу. Важно, чтобы листовой металл и труба прилегали друг к другу.


Поглотитель помещен в деревянную раму и покрыт стеклом, которое защищает коллектор и создает внутри парниковый эффект.

Используется обычное оконное стекло. Оптимальная толщина — 4 мм при сохранении хорошего соотношения надежности и веса. Желательно подкорректировать площадь остекления, разделенную на несколько частей. С ним удобнее и безопаснее работать.

Использование нескольких слоев стекла или стекла повысит эффективность, но увеличит вес конструкции и стоимость системы.

Солнечные лучи проходят через стекло и обогреваемый коллектор, а остекление предотвращает потерю тепла.Стекло также препятствует движению воздуха в поглотителе без коллектора, быстро теряет тепло из-за ветра, дождя, снега или низкой температуры наружного воздуха в целом.

Рама следует обработать антисептиком и краской для наружных работ.



В корпусе выполнены сквозные отверстия для отвода холодной и нагретой жидкости из резервуара.

Сам поглотитель термостойкого лакокрасочного покрытия. Обычная черная краска при высоких температурах начинает отслаиваться или испаряться, что приводит к потемнению стекла.Перед установкой стеклянной крышки краска должна полностью высохнуть (во избежание образования конденсата).

Под поглотителем прокладывается изоляция. Чаще всего используется минеральная вата. Главное, летом выдерживать относительно высокие температуры (иногда более 200 градусов).

Нижний каркас закрыт OSB, фанерой, досками и т.д. Главное требование на этом этапе — убедиться, что днище резервуара защищено от влаги внутри

.Для фиксации рамки в стекле сделайте пазы или планки, прикрепленные по внутренней стороне рамки. При расчете размеров каркаса следует учитывать, что при изменении погодных условий (температуры, влажности) в течение года его конфигурация будет незначительно отличаться. Поэтому с каждой стороны рамки оставьте запас по несколько миллиметров.

На прорезь или планку крепится резиновый уплотнитель окна (D- или E-образный). Его кладут на стекло, на которое так же наклеивается пломба. Сверху на нем закреплена вся оцинкованная жесть.Таким образом, стекло надежно закреплено в раме, уплотнитель защищает поглотитель от холода и влаги, а именно, стекло не будет повреждено, когда деревянная рама будет «дышать».

Стыки между листами стекла заизолированы прокладка или силикон.

Бак-накопитель. В нем находится нагретая вода коллектора, поэтому стоит позаботиться о его изоляции.

Бак можно использовать как:

сломанных электрокотлов
баллонов с кислородом
баррелей для пищевых продуктов используйте
Главное — помните, что в герметичном баке давление будет создаваться в зависимости от давления водопроводной системы, к которой он подключен.Не всякая тара способна выдержать давление в несколько атмосфер.

В баке проделываем отверстия для входа и выхода теплообменника, входа холодной воды и забора нагретой воды.

В бак помещается спиральный теплообменник

. Для него используют медь, нержавеющую сталь или пластик. Нагретая вода через теплообменник поднимется вверх, поэтому ее следует поместить на дно емкости.

Коллектор соединяется с резервуаром с помощью труб (например, пластиковых или армированных), ведущих от коллектора к резервуару через теплообменник и обратно в резервуар.Очень важно предотвратить потери тепла: путь от бака к потребителю должен быть как можно короче, а трубка должна быть очень хорошо изолирована

.

Расширительный бак — это очень важный элемент системы. Это открытый контейнер, расположенный в верхней точке контура циркуляции жидкости. Для расширительного бачка может использоваться как металлическая, так и пластиковая посуда. С помощью регулируемого давления в резервуаре (из-за того, что греющая жидкость расширяется, трубка может треснуть).Для уменьшения теплопотерь бак необходимо изолировать. Если в системе присутствует воздух, он также может выйти через резервуар. Через расширительный бачок происходит по мере поступления жидкости в резервуар.

Дополнительные особенности конструкции, необходимые материалы и правила для установки солнечного коллектора можно найти, загрузив практическое руководство на сайте проекта.

Самодельный солнечный коллектор своими руками (водяное отопление) | Своими руками

Мы принимаем энергию солнца…


Изначально собран приемный коллектор-коллектор (см. Рис. 1 на стр. 14, поз. 1, фото 1). Основа — охлаждающая решетка от старого холодильника. Прикрепите его к подходящему куску ДВП, наклеив на него светоотражающую пленку.

По периметру заготовки был построен каркас из алюминиевого профиля (рис. 2). Он закрепил на нем стеклянные зажимы (маленькие уголки).

Вставил между защелками выступом профиля и закрыл боковой планкой.В корпусе просверлены отверстия, через которые выведены переходники для дальнейшего подключения. Места фитингов стекла и профиля обработаны силиконовым герметиком (коллектор работает как термос).

Коллектор расположен с южной стороны дома под углом 45 град к стене.


Читайте также: Солнечные батареи (коллекторы, гелиосистемы) для нагрева воды в частном доме


… и подогреем воду


Медную трубку d 8 мм и длиной 2 м мастер намотал на трубу d 8 см, в результате получился теплообменник (рис.1.2; фото 3). В качестве емкости, в которой прибор нагревает воду, используется бытовой водонагреватель (бойлер) объемом 100 л (рис 1.3).

Открутив крепежные гайки, достал из нее электрозапал. По размеру из латуни была вырезана латунная гильза (рис. 1.4). Продел в него концы спирали теплообменника, аккуратно разобрал соединение и закрепил в корпусе котла.

На обратном пути потока воды от теплообменника к коллектору через тройник подключен расширительный бак (рис.1.5) Ниже расположен насос (рисунок 1.6). Использовали помпу обратного осмоса производительностью 1 л / м (100 Вт, до 7 Атм.

Насос снабжен термостатом, который без надобности отключает его при температуре ниже 30 градусов — в темное время суток или при длительной ненастной погоде.

Для исключения замерзания зимой залил систему пропиленгликолем, смешав его с водой в пропорции 8: 2. Смесь, нагреваясь в коллекторе, поступает в «солнечный» котел и нагревает холодную воду через теплообменник.

Два режима работы самодельного солнечного коллектора

Металлопластиковые трубы через штуцеры вели холодную воду в котел, работающий от коллектора, и подключили его к электрокотлу (рис. 1.7) через выключатель (рис. 1.8, фото 2). собраны из отводов и уголков.

Задача переключателя — подавать воду через «солнечный» котел (где она нагревается солнцем) в электрокотел — здесь в теплое время года она нагревается до нужной температуры.

В результате вода поступает в электрокотел, нагретый до 50-60 градусов, что значительно экономит электроэнергию при дальнейшем нагреве.

На зиму воду из «солнечного» котла сливает Владимир, и выключатель сразу отправляет холодную воду в электрокотел.

И хотя в это время система работает неэффективно, остальные 9 месяцев в году показания электросчетчика обнадеживают.

Важно!

Автомобильный антифриз содержит ядовитый этиленгликоль, его нельзя использовать для коллектора в многоквартирном доме!

Соединение коллектора с теплообменником было заизолировано мастером во избежание потерь тепла фольгированным утеплителем толщиной 6-8 мм: разрезано полосами и закреплено сантехнической лентой.

Примечание

При выборе расширительного бачка учтите, что коэффициент объемного расширения антифриза отличается от водяного и в зависимости от повышения температуры может увеличиваться на 20%. Следовательно, размер этого резервуара должен составлять 15% от общего объема системы.


Ссылка по теме: Солнечные батареи своими руками для частного дома.


Солнечный коллектор для нагрева воды — чертеж


Самодельный солнечный коллектор своими руками — фото


Автор: Виктор Комзолов, фото автора

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРОВ, ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВЫЕ.БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.

Ниже другие записи по теме «Как сделать своими руками — домохозяину!»


Подписывайтесь на обновления в наших группах и делитесь.

Давай дружить!

Солнечное отопление дома своими руками. Солнечный коллектор для отопления дома. Как сделать солнечный коллектор для отопления дома.

Традиционные источники энергии сегодня, пожалуй, никто не назовет дешевыми. Поэтому люди постоянно ищут более экономичные энергоносители, которые могли бы заменить существующие.Один из таких источников — энергия Солнца. Люди давно используют его в разных направлениях и для разных целей. И если раньше для этого использовались весьма примитивные приспособления, то сегодня для преобразования солнечной энергии в тепловую создают специальные солнечные коллекторы. Эти устройства имеют не очень сложную конструкцию. Поэтому их можно сделать даже своими руками. Прежде чем рассматривать создание солнечного коллектора для отопления дома своими силами, рассмотрим виды этих устройств.

Типы коллекторов для солнечного отопления дома

Вакуум. Между корпусом нагревателя и корпусом устройства имеется разрежение. Благодаря чему снижаются тепловые потери. Вакуум создается в специальных стеклянных трубках. Тепловая энергия идет из черной трубки, которая находится внутри конструкции. С этим коллектором можно получить такой объем тепловой энергии, которого хватит для нагрева воды до 300 градусов.

Недостаток: самостоятельно не убирается инеей и снегом зимой.

Квартира. Этот коллектор выглядит как уличная прозрачная панель, внутри которой размещены основные трубки. Задняя стенка снабжена теплоизолятором.

Преимущества:

  1. Этот блок имеет большие потери тепла, чем вакуумный коллектор. Но при этом снабжен более простой конструкцией.
  2. Самостоятельно очищается от сугробов зимой.
  3. Позволяет нагревать воду до 200 градусов.

Недостатки:

  1. При сильном ветре на застежку слишком длинная нагрузка.

Устройство в плохом состоянии.

Воздух. Хладагент в данной установке — воздух.

Преимущества:

  1. Легко изготавливается своими руками.

Недостатки:

  1. Низкий КПД.
  2. Не может использоваться для нагрева воды.

Трубчатая. Этот агрегат представляет собой четыре черных трубки, заполненных основной охлаждающей жидкостью.Из-за разницы температуры устройства и нижней зоны привода происходит циркуляция. Подобный блок имеет большую плоскость поверхности, поглощающую свет, чем плоский коллектор.

Мобильные системы солнечного отопления . Это растения, которые вращают движение Солнца. Есть разные дизайны. Например, есть полностью раскладывающиеся агрегаты или такие, которые перемещают только основной нагревательный элемент и зеркало.

Принцип работы солнечной системы отопления

Принцип нагрева солнечными коллекторами основан на простейших законах физики.Один из них гласит, что жидкость с большей плотностью естественным путем вытесняет менее плотную. Именно такой принцип взаимодействия заложен в работе систем отопления с естественной циркуляцией основного теплоносителя.

Техника отопления следующая:

  1. Солнечные лучи нагревают трубку теплоносителя.
  2. Тепло накапливается в тепловой батарее.
  3. Из солнечного света поглощается довольно большой процент тепла.

Основы отопления солнечными батареями и коллекторами:

  1. Отопление с естественной циркуляцией теплоносителя отличается от обычного солнечного коллектора с жидкостным методом нагрева.В последнем вода нагревается на солнышке. Из этого можно понять, как должна выглядеть наиболее оптимальная конструкция водонагревателя на солнечной энергии. Это вертикальный змеевик, в котором вода при нагревании поднимается вверх. Далее именно в верхней точке входит емкость, из которой будет забираться жидкость.
  2. Для полноценной работы солнечного коллектора необходимо обеспечить процесс естественной циркуляции жидкости. Если вода остыла или не нагрелась до желаемой температуры, она должна поступать прямо из накопительного бака прямо в коллектор, чтобы пройти следующий цикл нагрева.После этого возвращается в накопительный бак или емкость, которая также должна иметь хорошую теплоизоляцию.
  3. Для обеспечения жизненно важной циркуляции жидкости без использования таких вспомогательных устройств, как нано, солнечный коллектор обычно устанавливается на самом высоком месте. Например, на крыше. Резервуар для скопления жидкости чуть ниже, например, на чердаке.
  4. Солнечный коллектор, установленный на крыше, способен не только обеспечивать дом горячей водой, но и служить системой отопления.То есть такие устройства можно использовать даже зимой. Правда, коллекторы, способные служить отоплением дома, сделать довольно сложно. Самодельные агрегаты часто подходят только для нагрева воды.

Способы самостоятельного расположения солнечного коллектора

Первый вариант

Потребуется:

  • Тара для воды оцинкованная. Его объем должен составлять 100-200 литров.

Технологии:

Деготь для эффективного обогрева следует ставить на крышу.Если ее поставить на южную сторону крыши, покрытой специальным блестящим металлическим листом, то 100 литров воды можно нагреть до 60 градусов. Из-за небольшого объема площади теплообмена с воздухом эффективность такой конструкции будет достаточно высокой. Такой простейший солнечный коллектор желательно размещать в местах, где уровень экологии достаточно высок. Только зимой из-за больших потерь тепла от этого агрегата толку мало.

Второй вариант

Потребуется:

  1. Пара стальных плоских радиаторов.
  2. Ящики стальные.
  3. Детская площадка на крыше дома для размещения агрегата.
  4. Стекло.
  5. Металлопластиковые трубы и фитинги.

Технологии:

  1. Поместите радиаторы в стальные ящики на крыше дома и накройте их стеклом. Они нужны для сокращения времени нагрева воды.
  2. При их установке необходимо убедиться, что верх находится под баком-приводом. За счет этого нагретая жидкость естественным образом попадет в полую емкость.
  3. Водопроводные трубы следует укладывать под уклоном вниз. Это необходимо для того, чтобы кровообращение было естественным. На чердаке поставлена ​​пластиковая бочка с водой объемом 160 литров. С радиатором и водопроводом соединяется с помощью металлопластиковых трубок и фитингов.
  4. Трубку с теплой водой следует подсоединять к Баку немного выше ее середины. Благодаря этому горячая вода окажется сверху емкости. Внизу радиатора желательно сделать дренажные краны.Они помогут слить холодную воду.

Третий вариант

Этот способ можно использовать даже для обогрева большого помещения. Ведь его эффективность порядка 45-55%.

Потребуется:

  1. Каркас деревянный с основанием из фанерного листа.
  2. Качественный теплоизоляционный материал.
  3. Металлическая сетка черного цвета.
  4. Дефлектор.
  5. Пара вентиляторов.
  6. Прозрачный лист поликарбоната.

Технологии:

  1. Для начала нужно просверлить пару круглых отверстий в нижней части рамы. Они нужны, чтобы сделать забор из воздуха.
  2. Для снятия с устройства горячего воздуха в верхней части необходимо проделать два отверстия прямоугольной формы.
  3. На дно необходимо положить теплоизоляционный материал. Нагревателем батареи в этом случае будет черная металлическая сетка.
  4. Пара вентиляторов встроена в более ранние круглые отверстия.
  5. В конструкции необходимо установить опорные планки дефлектора.После этого нужно прикрепить сам дефлектор, благодаря которому будет формироваться воздушный поток.
  6. Ко всему устройству также нужно прикрепить прозрачный лист поликарбоната. Затем совместите его со стеной здания.

Вариант четвертый

Можно даже собрать вакуумный коллектор. Только для этой работы нужно быть очень внимательным и приложить много усилий. В первую очередь нужно определиться с будущим местом установки. При установке охлаждающая жидкость должна двигаться сверху вниз.Готовый блок лучше всего ориентировать на юг. При этом в обоих направлениях должно присутствовать около 25 градусов. При работе на устройстве не должно падать тени. При этом даже после установки коллектор не должен перегреваться. В один ряд обычно устанавливают не более трех агрегатов. Если вам нужно разместить в ряд больше коллекторов, следует заранее встроить компенсатор. Эту установку далеко не каждый может сделать своими руками. Ведь его изготовление требует как практических навыков, так и навыков слесаря.Кроме того, требуется много терпения. В любом случае вложенные в него силы полностью оправдываются его полезностью. Таким образом, солнечные лучи могут принести много практической пользы.

Построить простой солнечный водонагреватель

Введение

Я видел несколько различных конструкций солнечных водонагревателей и хотел бы поделиться своими. Это довольно эффективная конструкция, поскольку каждый квадратный дюйм поверхности коллектора находится в прямом тепловом контакте с нагреваемой водой.Вы можете легко изменить дизайн до любого размера, который вам нравится. Я сделал свой 8 футов в длину и 22 дюйма в ширину, чтобы он мог поместиться между стропилами на моем чердаке. Тесты показали, что средняя выходная мощность системы составляет около 530 Вт, при нагревании 20 литров воды с 24 градусов C (75 градусов F) до 47 градусов C (117 градусов F) за один час.

Кроме того: я занимаюсь ремонтом крыши в моем доме и планирую построить прозрачную часть крыши на одном участке. Затем я могу поэкспериментировать с различными конструкциями солнечных коллекторов, подобных этому, и легко установить и удалить их изнутри моего чердака, вместо того, чтобы выходить на крышу.Это также упростит установку сантехники. Недостатком является то, что если из коллектора возникнет течь, она попадет в мой дом, а не в мой желоб. См. Подробности в разделе «Строительство солнечного чердака».

Реклама от Google

Предупреждение — не пейте воду

Я не собирался использовать эту конструкцию для нагрева питьевой воды. Используемые пластмассы и клеи будут вымываться в воду, поэтому пить воду, которая находилась внутри панели, — плохая идея.Если вы хотите использовать эту конструкцию для нагрева питьевой воды, вам следует сделать теплообменник. Пропустите воду из коллектора через змеевик из медной трубы, помещенный в резервуар для питьевой воды. Эта конструкция коллектора также не предназначена для того, чтобы выдерживать давление городской воды, но если вы используете теплообменник и соответствующий резервуар (например, коммерческий резервуар для горячей воды), вы можете использовать такой коллектор для нагрева питьевой воды под давлением городской воды.

Концепт

Коллектор изготовлен из Coroplast (см. Http: // www.coroplast.com), который представляет собой гофрированный пластиковый лист, обычно используемый для изготовления вывесок. Он имеет несколько квадратных каналов, идущих вдоль от конца до конца. Когда я впервые увидел этот тип листа, я сразу подумал: «Ух ты, из него получился бы отличный плоский солнечный коллектор, если бы только был способ прокачать воду через все эти маленькие каналы». Несколько недель спустя мне в голову пришёл способ сделать это. Если прорезь нужной ширины прорезать продольно в какой-нибудь трубе из АБС (таким образом, чтобы поперечное сечение выглядело как «С»), то эту трубу можно надеть на конец гофрированного пластика.Швы можно заклеить, чтобы все было водонепроницаемо. Лист можно покрасить в черный цвет и вуаля … у вас есть плоский солнечный коллектор. Поскольку весь коллектор сделан из пластика, важно, чтобы температура не была слишком высокой, иначе он размягчится и, возможно, возникнет утечка. 80 градусов по Цельсию (176 градусов по Фаренгейту) — это предел. Не думаете, что здесь может быть так жарко? Подумай еще раз. На практике трудно гарантировать максимальную температуру. Вода может перестать циркулировать или полностью стечь по ряду причин, и панель будет перегреваться.Следовательно, это может быть непрактичная конструкция для установки в жилых помещениях, но это недорогая, легко создаваемая экспериментальная система, производящая столько же или больше горячей воды, чем коммерчески доступные системы. Шахта стоила около 60 долларов за материалы (около 4 долларов за квадратный фут) и около 6 часов строительства.

Инструменты и материалы

Инструменты

  • Настольная пила
  • Ручная пила
  • Пресс сверлильный
  • Электродрель
  • сверло 3/4 ″
  • Кольцевая пила 1 ″
  • Нож Exacto
  • Рулетка
  • Отвертка
  • Термометр цифровой
  • Пистолет для уплотнения клея
  • Напильник круглый
  • грубый

Материалы для коллектора

  • 1 — лист пластикового листа Coroplast (4’x8’x4 мм) нарезанный до 22 ″ x90 ″ — 8 долларов США.50
  • 1–4 фута из 1 1/4 ″ трубки из АБС-пластика — 6 долларов США (Примечание: не используйте ПВХ, поскольку он размягчается при слишком низкой температуре, вызывая утечки.)
  • 4–1 1/4 ″ заглушки из АБС-пластика — 10 $
  • 2 штуцера для шланга с резьбой 1/2 ″ — 1,00 $
  • 1 — картридж силиконового клея / герметика, подходящего для пластика — 3,50 доллара США (Примечание: с момента первоначальной публикации я обнаружил, что Marine GOOP лучше)
  • 1 — баллончик с плоской черной аэрозольной краской — 5,00 $

Материалы каркаса

  • Лист фанеры 1-1 / 2 дюйма (4х8 футов), разрезанный до 24 дюймов на 8 футов — 8 долларов.00
  • 1–3 / 4-дюймовый лист полистирола (2’x8 ′), нарезанный до 22 ″ x87,5 ″ — 2,50 доллара США
  • 2-2 × 3 x 8 ′ — $ 8,00 б / у
  • 1 — не менее 4х10 футов прозрачного пластикового листа — лом 0 долл. США
  • винты и скобы разное

Материалы для резервуара / циркуляции воды

  • 1 — кулер (или другой резервуар для воды, желательно изолированный) — 20 долларов но у меня уже был один лом
  • 1–15 футов садового шланга 5/8 ″ — 5,50 доллара США
  • Хомуты для шлангов 2 — 1/2 ″ — 1,50 доллара США

Общая стоимость материалов = 59 $.50

Сборка коллектора

  1. Используйте точильный нож, чтобы разрезать гофрированный пластиковый лист до размеров 22 ″ x90 ″. При продольной резке обязательно прорезайте один канал по всей длине.
  2. Отрежьте трубу из АБС-пластика на две части по 20,25 дюйма каждая. Убедитесь, что общая длина колпачка на любом конце составляет 22 дюйма. Я выбрал эту ширину, чтобы она поместилась между стропилами крыши моего чердака.
  3. Просверлите отверстие 3/4 ″ сбоку двух крышек из АБС-пластика.Это будет проще, если предварительно просверлить сверло меньшего размера и постепенно увеличивать его размер.
  4. Увеличивайте отверстия грубым круглым напильником до тех пор, пока не сможете продеть в ниппель. Метчика нужной резьбы у меня не было, поэтому я планировал просто приклеить соски на место.
  5. Просверлите полукруглую выемку диаметром 3/4 в конце каждой трубки из АБС-пластика. Проще всего зажать их встык в тисках. В качестве альтернативы вы можете просверлить это отверстие в трубке из АБС-пластика перед тем, как разрезать ее, а затем просто прорезать центр отверстия, чтобы сделать надрезы.Эти выемки подходят вокруг конца соски, когда крышки из АБС-пластика находятся на своих местах.
  6. Используя настольную пилу с упором, осторожно проделайте паз по всей длине каждой трубки из АБС-пластика. Полученное поперечное сечение должно выглядеть как «С». Трубка из АБС-пластика имеет тенденцию сжиматься во время резки, поэтому, когда вы закончите, ширина паза не будет такой же ширины, как ширина вашего пильного диска. Пропустите каждую трубу через пилу второй раз, чтобы срезать рез и получить одинаковую ширину.
  7. Повторите процесс прорезания пазов с крышками из АБС-пластика, помня, в каком направлении вы хотите, чтобы ниппели указывали, когда панель полностью собрана.
  8. Выполните сухую сборку, собрав трубки, крышки и ниппели из АБС-пластика. Возможно, вам придется немного вырезать выемку, чтобы прорезь в трубке совпала с прорезью в крышке.
  9. Повторите сухую посадку на конце гофрированного пластикового листа. Разделите АБС по мере необходимости, чтобы везде было удобно.
  10. После того, как все будет хорошо подогнано, повторите сборку, нанося клей на все сопрягаемые поверхности перед сборкой и нанося полоску клея на все швы после сборки.
  11. Повторите то же самое для другого конца гофрированного пластика.
  12. Дайте высохнуть не менее 24 часов.
  13. После высыхания разрежьте садовый шланг пополам и прижмите обрезанные концы к ниппелям.
  14. Наполните панель водой (просто подсоедините садовый шланг к водопроводному крану в вашем доме) и проверьте герметичность.
  15. Если есть утечки, слейте воду из панели, тщательно высушите область вокруг утечки и заклейте большим количеством клея, оставив для высыхания еще 24 часа.
  16. Если вы хотите позже рассчитать эффективность вашего коллектора, вам необходимо знать его объем. Это хорошее время, чтобы слить его в ведро и измерить объем (включая шланги). В моем было 7,2 литра.
  17. После устранения всех утечек покрасьте поверхность коллектора в черный цвет.

Реклама от Google

Построить раму

Вы можете использовать коллектор как есть. Просто разложите его на солнце и прокачайте через него воду.Однако гораздо больше тепла можно уловить, построив для него изолированный корпус.

  1. Отрежьте один 2 × 3 до двух отрезков 22 ″ для концов рамы. Ввинтите остальные 2 штанги 2×3 в концы, чтобы получилась прямоугольная рамка.
  2. Оберните эту рамку прозрачным пластиком, чтобы прозрачная крышка закрывала коллектор. В моем случае это только для тестовых целей, так как я намерен в конечном итоге установить коллектор между стропилами крыши под прозрачным кровельным материалом, который обеспечит готовый каркас.
  3. Обрежьте фанеру до размеров 24 ″ x8 ′.
  4. Отрежьте лист пенополистирола до размеров 7 футов 4 на 3 9 дюймов и поместите его по центру фанеры. Это будет утеплитель для тыльной стороны панели.
  5. Проверьте установку коллектора и просверлите в фанере отверстия диаметром 3/4 дюйма, через которые будут проходить шланги. Сделайте одно из этих отверстий в прорези, просверлив два отверстия диаметром 3/4 дюйма рядом и отрезав дерево между ними. Это сделано для того, чтобы учесть тепловое расширение коллектора. Пластмассы обычно имеют высокий коэффициент теплового расширения.Если ограничить расширение панели, она может деформироваться и вызвать утечку.
  6. Теперь сложите все вместе: сначала фанеру, затем пенополистирол, затем коллектор, затем прозрачную крышку.
  7. Прикрепите прозрачную крышку к задней части фанеры с помощью нескольких зажимов (или вы можете прикрутить ее, но сначала вы можете захотеть легко снять ее для доступа к коллектору).

Заполнить панель

Наполнить панель таким образом, чтобы удалить все пузырьки воздуха, легче, чем сделать, если вы не воспользуетесь несколькими простыми приемами.

  1. Поднимите один конец панели и поставьте его на стул или другой предмет (я использовал свой забор). Другой конец положите на пару деревянных брусков, чтобы у нижнего шланга был зазор от земли (помните, что в конечном итоге я хочу установить его на нижней стороне крыши, между стропилами, поэтому я сделал шланги соединенными сзади. вместо боковых сторон).
  2. Установите резервуар выше панели и воткните в него верхний шланг.
  3. Подсоедините нижний шланг к крану в доме и осторожно включите воду.
  4. Наблюдайте, как панель заполняется. Когда вода начнет выходить из верхнего шланга, дайте ей продолжить и наполните резервуар.
  5. По мере наполнения резервуара временно наклоните панель так, чтобы угол выхода верхнего ниппеля был наивысшей точкой. Это заставляет весь воздух в системе перемещаться к выходному штуцеру, откуда он будет вытеснен.
  6. Как только вы перестанете видеть воздух, выходящий из верхнего шланга, верните панель в исходное положение.
  7. Закройте кран. Сделайте перегиб в нижнем шланге, чтобы вода не вытекла.Затем снимите шланг с крана.
  8. Нижний шланг должен быть изогнут, а верхний шланг находиться в резервуаре под водой. Поднимите конец нижнего шланга над уровнем воды в баке и ослабьте перегиб. Медленно опускайте конец шланга, пока вода не начнет выходить, затем заткните его большим пальцем и быстро просуньте конец под воду в резервуаре, создавая герметичную систему с минимальным количеством воздуха в ней.
  9. Расположите шланги так, чтобы нижний шланг забирал воду со дна бака, а верхний шланг подавал воду в верхнюю часть бака.Что бы вы ни делали, всегда держите оба конца шланга под водой, иначе вы «сломаете уплотнение» и попадете в систему, что предотвратит циркуляцию из-за термосифонирования.

Тестирование

Если вы удалили весь воздух и имеете герметичную систему, и на панель попадает достаточно солнечного света, она должна начать отвод тепла почти мгновенно.

  1. Поверните панель к солнцу и поднимите или опустите верхний конец панели, чтобы лучше нацелить ее на солнце.Один конец панели должен быть поднят выше другого, чтобы термосифон работал. Резервуар для хранения также должен быть выше верхнего края панели.
  2. Пощупайте верхний шланг на выходе из панели. Если ваша установка является термосифонной, она должна быть горячей. Нижний шланг должен быть прохладным. Если это не так, это, вероятно, означает, что у вас где-то есть паровая пробка (пузырьки воздуха), препятствующая циркуляции воды. Снова подсоедините нижний шланг к крану и повторите процесс наполнения, пытаясь удалить все пузырьки воздуха.
  3. После начала термосифонирования используйте цифровой термометр с зондом для измерения температуры воды. Вставив датчик температуры внутрь концов шлангов, можно измерить температуру на входе и выходе коллектора. После наполнения у меня ушло около минуты, прежде чем я настроил свой термометр. В то время температура на входе составляла 23 градуса C (в основном начальная температура воды), а температура на выходе составляла 50,7 градусов C (123 градуса по Фаренгейту).
  4. Измерьте температуру на входе в течение часа или около того (или пока температура не стабилизируется).Температура на входе всегда должна быть самой низкой температурой в системе. Измерение здесь даст консервативные результаты при подсчете количества энергии, переданной воде.

Результаты

На изображении ниже показан график зависимости температуры от времени.

Расход термосифона

Шланги настроены таким образом, что нижний шланг забирает холодную воду из нижней части бака, а верхний шланг подает горячую воду в верхнюю часть бака. Вода в баке не сильно перемешивается из-за небольшого расхода.Таким образом, вода, всасываемая в нижний шланг, остается почти постоянной температуры (исходной температуры воды) до тех пор, пока вся вода в баке не будет выведена и заменена теплой водой, прошедшей через коллектор. Разделение объема резервуара на время до начала повышения температуры дает грубое приближение скорости потока через коллектор.

Объем бака = 12,8 литра (Примечание: я наполнил его так, чтобы общий объем воды составлял 20 литров)
Время опорожнения: 25 минут
Расчетный расход термосифона: 0.8 литров в минуту

Обратите внимание, что расход термосифона уменьшается по мере того, как вся вода нагревается, и разница дисбаланса плотности между баком и панелью меньше.

Расчет мощности

Изменение температуры, которого мне удалось добиться, составило около 23 ° C за 1 час. Теплоемкость воды 4,18 кДж / кг / ° C. В системе было 20 кг воды. Зная эту информацию, можно рассчитать среднюю мощность, фактически введенную в воду:

Мощность = 4.18 кДж / кг / градус Цельсия * 20 кг * 23 градуса Цельсия / 3600 секунд = 0,53 кВт или 530 Вт.

Расчет КПД

Площадь коллектора около 1,4 м2. Энергия, доступная от солнечного света, составляет около 1000 Вт / м2. Таким образом, панель получает около 1400 Вт входящей мощности, когда она направлена ​​прямо на солнце. Эффективность — это просто фактически извлеченная мощность, деленная на доступную мощность.

КПД = 530 Вт / 1400 Вт = 0,378 или 38%.

Это вполне сопоставимо с имеющимися в продаже солнечными коллекторами.Однако я делаю это на своем заднем дворе, используя неизолированные шланги, непроницаемую для воздуха панель, одну пластиковую панель, которая слегка непрозрачна, бак с открытым верхом и без насоса. Тот факт, что я могу достичь эффективности на коммерческом уровне с помощью этой установки, является свидетельством дизайна и указывает на то, что в отрасли есть много возможностей для улучшения.

Почему эта конструкция панели так хорошо работает

В большинстве конструкций бытовых и коммерческих солнечных коллекторов, которые я видел, используются металлические (обычно медные) трубки для отвода воды через панель.К медной трубке прикреплены металлические ребра. Плавники окрашены в черный цвет. Ребра нагреваются и передают тепло к трубке. Металл является хорошим проводником, но тепло должно пройти долгий путь через тонкое поперечное сечение, чтобы достичь трубки. В своей конструкции я использовал пластик, который является плохим проводником, но тепло должно пройти всего лишь около 0,3 мм через очень большое поперечное сечение от передней поверхности панели к воде. Я покажу, почему это лучше.

У любой тепловой системы есть свойство, называемое теплопроводностью, которое указывает, сколько тепла (мощности) может передаваться от точки «a» к точке «b» при заданном перепаде температур.Формула:

Теплопроводность = K * A / L
где:
K = теплопроводность (физическое свойство материала)
A = площадь поперечного сечения, через которую должно проходить тепло
L = расстояние, которое должно пройти тепло (расстояние от ‘a ‘на’ b ‘).

Сравнение типичного трубчато-ребристого коллектора с гофрированным пластиковым коллектором.

Рассчитаем теплопроводность типичного плоского коллектора.

Предположим, что панель имеет размер 2’x8 ‘с 4 медными трубками, идущими вдоль, и ребрами, выступающими на 3 дюйма с каждой стороны каждой трубки (6 дюймов на трубку x 4 трубки заполняют нашу ширину 2 дюйма).Предположим, что ребра толщиной 1 мм также сделаны из меди. Когда ребра нагреваются, площадь поперечного сечения, через которое это тепло должно проходить, чтобы достичь трубок, составляет 1 мм * 8 футов * 8 ребер = 19504 мм2. Среднее расстояние, на которое необходимо отвести тепло, составляет 1/2 ширины ребра или 1,5 ″ = 38 мм. Электропроводность меди составляет около 0,4 Вт / мм / градус Цельсия.

Следовательно, теплопроводность от поверхности коллектора к воде составляет 0,4 Вт / мм / градус Цельсия * 19504 мм2 / 38 мм = 205 Вт / градус Цельсия. Другими словами, разница в температуре воды и ребра в 1 градус Цельсия приведет к теплопередаче 205 Вт.Но панель получает что-то порядка 1400 Вт входящей мощности от солнечного света. Чтобы передать всю эту мощность воде только за счет теплопроводности, ребра должны нагреться на 7 градусов Цельсия выше, чем температура воды.

Предполагается, что медное ребро толщиной 1 мм лучше, чем вы можете найти в большинстве конструкций самодельных труб и ребер. Например, в некоторых книгах для самостоятельного изготовления, которые я прочитал, рекомендуют делать плавники из алюминиевых банок (типичная толщина стенок менее 0,15 мм).

Теперь повторите расчет для гофрированной пластиковой панели.

Площадь поперечного сечения, через которую должно проводиться тепло, является принимающей областью самой панели (2 ′ * 8 ′ = 1486448 мм2). Расстояние, которое должно пройти тепло, чтобы достичь воды, составляет всего лишь толщину пластиковой стенки или около 0,3 мм. Электропроводность пластика составляет около 0,0001 Вт / мм / градус Цельсия. Обратите внимание, что он более чем в 1000 раз ниже, чем медь, что имеет смысл, поскольку пластик обычно рассматривается как изолятор, а не как проводник.

Следовательно, теплопроводность системы равна 0.0001 Вт / мм / градус Цельсия * 1486448 мм2 / 0,3 мм = 495 Вт / градус Цельсия. Другими словами, разница в температуре воды и поверхности коллектора в 1 градус Цельсия приведет к передаче тепла воде в 495 Вт. Чтобы передать мощность 1400 Вт, поверхность панели должна нагреться примерно на 3 градуса Цельсия сильнее, чем вода.

Конечно, на практике не все из этих 1400 Вт уходит в воду. Проводимость от поверхности коллектора к воде параллельна другой проводимости от поверхности коллектора к наружному воздуху.Относительные значения этих двух проводимостей определяют, сколько тепла куда уходит (кроме того: это аналогично току в электрической цепи с двумя параллельными резисторами).

Реклама от Google

Заключение

Несмотря на гораздо более низкую теплопроводность пластика, использование гофрированного пластикового листа в качестве коллектора обеспечивает более чем в два раза большую проводимость между поверхностью коллектора и водой по сравнению с конструкцией из медных труб и ребер с ребрами толщиной 1 мм.

Системы со встроенным считывателем

Если вы пытались построить один из этих солнечных коллекторов или что-то подобное, дайте мне знать (оставьте комментарий ниже). Я буду рад опубликовать фотографии вашей системы и любые данные, которыми вы готовы поделиться, или просто ссылку на ваш веб-сайт, если он у вас есть.

  • Alex Nuget разработал похожую конструкцию с блестящим механизмом «выключения панели». Он использует черные частицы внутри панели, которые оседают на нижнюю часть панели, если вода перестает течь.Это предотвращает катастрофический отказ из-за перегрева панели в случае неисправности циркуляционного насоса или какого-либо другого компонента системы. Он называет свой дизайн панелью частиц. Вы можете узнать об этом больше на сайте www.particlepanels.com.
  • John Hearty построил дренажную систему, аналогичную моей конструкции, но с использованием черной краски в воде, а не окрашивания панели в черный цвет. Он поделился некоторыми фотографиями, которые я разместил здесь: солнечный водонагреватель Джона Харти.

Солнечный водонагреватель — мероприятие

(3 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 9 (9-11)

Требуемое время: 4 часа

Четыре 60-минутных периода в течение четырех дней

Расходные материалы на группу: 10 долларов США.00

Размер группы: 3

Зависимость действий: Нет

Тематические области: Алгебра, Физические науки, Физика, Решение задач

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Студенческие команды проектируют и создают солнечные водонагревательные устройства, имитирующие те, которые используются в жилых домах, для улавливания энергии в форме солнечного излучения и преобразования ее в тепловую энергию.Затем эта тепловая энергия передается воде (для использования в качестве горячей воды) в виде тепла. При этом учащиеся лучше понимают три различных типа теплопередачи, каждый из которых играет роль в конструкции солнечного водонагревателя. После создания модельных устройств учащиеся выполняют расчеты эффективности и сравнивают конструкции. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Многие из сегодняшних инженеров сосредотачивают свои усилия на том, как включить альтернативные формы энергии в наши дома и здания в качестве замены сжиганию ископаемого топлива, которое оказывает вредное воздействие на нашу окружающую среду.Один из способов — воспользоваться излучением нашего солнца, преобразовав его в тепловую энергию для выработки электричества, нагрева воды и приготовления пищи.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

  • Укажите места в солнечном водонагревателе, в которых используется каждый тип теплопередачи.
  • Объясните, почему солнечная энергия является хорошей альтернативой сжиганию природного газа.
  • Объясните, как инженерные концепции этого дизайн-проекта могут быть применены для решения реальных проблем.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS

HS-PS3-3.Спроектируйте, создайте и доработайте устройство, которое работает с заданными ограничениями для преобразования одной формы энергии в другую. (9–12 классы)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Разработайте, оцените и / или доработайте решение сложной реальной проблемы, основываясь на научных знаниях, источниках доказательств, созданных студентами, критериях приоритета и компромиссных решениях.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

В макроскопическом масштабе энергия проявляется множеством способов, таких как движение, звук, свет и тепловая энергия.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Хотя энергия не может быть уничтожена, ее можно преобразовать в менее полезные формы — например, в тепловую энергию в окружающей среде.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Критерии и ограничения также включают выполнение любых требований, установленных обществом, таких как учет вопросов снижения риска, и они должны быть количественно определены, насколько это возможно, и сформулированы таким образом, чтобы можно было определить, соответствует ли им данный проект.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Энергия не может быть создана или уничтожена — она ​​только перемещается между одним местом и другим местом, между объектами и / или полями или между системами.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Современная цивилизация зависит от основных технологических систем. Инженеры постоянно модифицируют эти технологические системы, применяя научные знания и методы инженерного проектирования для увеличения выгод при одновременном снижении затрат и рисков.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Государственные стандарты Common Core — математика
  • Используйте единицы как способ понять проблемы и направить решение многоэтапных проблем; последовательно выбирать и интерпретировать единицы в формулах; выберите и интерпретируйте масштаб и начало координат на графиках и дисплеях данных.(Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Решите линейные уравнения и неравенства с одной переменной, включая уравнения с коэффициентами, представленными буквами.(Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
  • Студенты разовьют понимание атрибутов дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Согласование технологических процессов с естественными процессами максимизирует производительность и снижает негативное воздействие на окружающую среду.(Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Прототип — это рабочая модель, используемая для проверки концепции проекта путем проведения реальных наблюдений и необходимых корректировок.(Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ
Колорадо — математика
  • Решите линейные уравнения и неравенства с одной переменной, включая уравнения с коэффициентами, представленными буквами.(Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Используйте единицы как способ понять проблемы и направить решение многоэтапных проблем.(Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Колорадо — наука
  • Сбор, анализ и интерпретация данных о химических и физических свойствах элементов, таких как плотность, точка плавления, точка кипения и проводимость. (Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Оценить эффективность преобразования энергии при различных преобразованиях энергии. (Оценки 9 — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимы следующие предметы для изготовления резервуара для хранения нагретой воды:

  • Емкость для воды, вмещающая не менее 1 литра (.22 галлона), например, пластиковый контейнер (легче разрезать) или банка для кофе
  • Картонная коробка такого размера, что она примерно на 2,5 см больше емкости для воды со всех сторон
  • Изоляционный материал (например, пенопласт, хлопок или мятые газеты)
  • 2 фута (61 см) пластиковой трубки (внутренний диаметр 3/8 дюйма, внешний диаметр ½ дюйма)

Каждой группе необходимы следующие предметы для изготовления солнечного коллектора:

  • Картонная коробка с прозрачной крышкой (коробка глубиной 4 дюйма, ~ 12 x 12 дюймов или 30 x 30 см) с прозрачной крышкой (размер которой соответствует размеру площади коробки) из жесткого прозрачного пластика, саранской пленки или другой тонкой пленки и прозрачный пластиковый материал) или одноразовый противень, 9 дюймов x 13 дюймов x 2 дюйма глубиной (23 x 33 x 5 см), который поставляется с установленной прозрачной пластиковой крышкой
  • Изоляционный материал (например, пенопласт, хлопок или мятые газеты)
  • Кусок картона такого же размера, как площадь пола картонной коробки или противня
  • Трубка из мягкой меди 3 фута (91 см) (внешний диаметр 3/8 дюйма; продается в хозяйственных магазинах)

Каждой группе необходимо:

  • Секундомер (или часы или таймер для отслеживания времени до 20 минут)
  • 4 стакана из пенополистирола (любого размера, но подходящего размера, поэтому его легко сложить вдвое для изоляции)
  • Рабочий лист проектирования и анализа солнечного водонагревателя, по одному на команду

На долю всего класса:

  • Ножницы для резки пластика и картона
  • Упаковка или клейкая лента и степлер для изготовления / модификации картонных коробок
  • Сверло (по желанию), чтобы проделать отверстие в металлическом контейнере; сверло размером с отверстие для пластиковой трубки
  • Водостойкий клей, например, эпоксидный или клей гориллы
  • Алюминиевая фольга для облицовки внутренних стен и основания солнечного коллектора
  • Черная аэрозольная краска
  • Нить или шпагат, чтобы прикрепить лентой к гибкой медной трубе для облегчения измерения
  • Инструмент для гибки медных трубок (см. Рисунок 4; если он недоступен, попросите учащихся использовать жесткую цилиндрическую поверхность для сгибания трубки)
  • Нож для медных труб (см. Рисунок 4; недорогой и продается в хозяйственных магазинах) или ножовка (разрезы не такие чистые)
  • Молоток (опция), чтобы выбить перегибы в медных трубках
  • Кувшин для выноса воды за пределы
  • Мерная чашка 1 литр

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_housing_lesson01_activity1], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Предварительные знания

Учащиеся должны иметь общее представление о трех типах теплопередачи (теплопроводность, конвекция, излучение), которые обсуждаются в соответствующем уроке. Студенты должны одновременно изучать Алгебру 1, чтобы выполнять расчеты рабочего листа.

Введение / Мотивация

Когда вы запрыгиваете под горячий душ, вы, вероятно, не думаете о процессе, через который прошла вода до того, как вышла из душевой лейки. Точно так же вы можете не учитывать газ или электричество, которые использовались для приготовления ужина. Сегодня в домах большинство методов, используемых для нагрева воды, обогрева или охлаждения вашей гостиной или приготовления пищи, включают сжигание ископаемых видов топлива (обычно природного газа или нефти), что не только стоит денег, но и ограничено в своих возможностях. поставляет, но способствует выбросу парниковых газов в нашу атмосферу.Так как же решить эту проблему или хотя бы улучшить ее? Ответ прямо над нами — солнце. Фактически, уже более 10 000 домов в США используют только энергию, генерируемую солнечным излучением.

Как мы можем использовать энергию солнца для замены энергии, которую мы обычно получаем при сжигании ископаемого топлива? Один из способов — использовать так называемый фотоэлемент (который находится в солнечных батареях) для выработки электричества из тепловой энергии солнца. Этот метод становится все более популярным по мере того, как становится более доступным.Другой способ — использовать солнечное устройство для нагрева воды, которое преобразует солнечное излучение в тепловую энергию, которая передается воде. Этот метод часто работает в сочетании с обычным водонагревателем в доме, чтобы минимизировать затраты на нагрев воды и уменьшить воздействие на окружающую среду. Хотя солнечные водонагревательные устройства могут быть чрезвычайно дорогими, их базовая конструкция достаточно проста, чтобы их можно было изготовить из обычных материалов, которые можно найти в хозяйственных магазинах. По мере того, как наши запасы энергии на ископаемом топливе сокращаются и становятся более дорогостоящими, все больше домов полагаются на солнечные водонагреватели как способ перехода к использованию более чистых источников энергии.Это один из способов создания более энергоэффективного жилья.

Если вы хотите создать экологически чистый дом, будет разумной идеей создать устройство, которое может извлекать солнечную энергию из солнца и преобразовывать ее в тепловую энергию для нагрева воды для использования по всему дому. Поскольку до 25% счета за электроэнергию типичного дома идет на нагрев воды, домовладельцы могут ежегодно экономить деньги, используя солнечный свет, а не электричество или природный газ. Фактически, даже система, установка которой стоит 7000 долларов, окупится менее чем за пять лет! Подумайте о последствиях, если бы устройства солнечной энергии были встроены в большее количество домов в нашем мире.

Процедура

Фон

Как работают солнечные водонагревательные системы : Солнечные водонагреватели работают за счет комбинации двух частей — накопительного бака и коллектора. Бак для хранения представляет собой хорошо изолированный контейнер, в котором хранится циркулирующая вода. Вода поступает в солнечный коллектор, который обычно находится на крыше. Коллектор состоит либо из длинной спиральной медной трубы, по которой течет вода (Пример A), либо из ряда параллельных труб, по которым течет вода (перпендикулярно) (Пример B). Излучение энергия солнца поглощается коллектором и проходит через трубу по проводимости . После того, как вода прошла через коллектор и поглотила тепло, она возвращается в резервуар для хранения и повышает температуру оставшейся воды за счет конвекции . Этот процесс повторяется до тех пор, пока вода в резервуаре не станет достаточно горячей, чтобы ее можно было использовать в качестве горячей воды для бытового потребления (для душа и ванны). Солнечные водонагреватели обычно работают вместе с системой нагрева воды, работающей на электричестве или газе, которая срабатывает, если только солнечный водонагреватель не может удовлетворить спрос.

Причины использования определенных материалов: Медная труба и дно коллектора окрашены в черный цвет для улучшения их способности поглощать тепловую энергию. Черный отражает наименьшее количество излучения (около 3%) любого цвета и, следовательно, поглощает почти всю энергию излучения, которому он подвергается.

Из-за высокой теплопроводности в коллекторе выгодно использовать медь. Помимо того, что медь относительно недорога и легкодоступна, она является одним из лучших проводников тепла, поэтому она быстрее и эффективнее передает тепло воде.

Солнечный коллектор закрыт стеклянной или защитной прозрачной крышкой для улавливания излучаемого тепла внутри, что максимально нагревает проходящую воду. Фольга по бокам отражает больше лучистой энергии в поглощающие компоненты коллектора.

Практичность солнечного нагрева воды: Метод солнечного нагрева воды не работает эффективно ночью или когда солнечный свет заблокирован. Из-за этого для системы водонагревателя по-прежнему требуется дополнительный обогреватель в доме.Кроме того, солнечные водонагреватели наиболее эффективно работают в климате с обильным солнечным светом круглый год и чистым небом. Хотя солнечный водонагреватель не устраняет необходимость во вспомогательном водонагревателе, он значительно снижает затраты на коммунальные услуги за счет прямого сокращения потребления электроэнергии или газа. Самые распространенные водонагреватели в домах сегодня работают на электричестве и природном газе. Обратите внимание: хотя может показаться, что использование электричества не наносит вреда окружающей среде, в первую очередь необходимо учитывать метод, используемый для выработки электроэнергии (обычно путем сжигания угля или других ископаемых видов топлива на электростанции).

Удельная теплоемкость воды: Удельная теплоемкость воды — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма (1 мл) воды на один градус Цельсия. Для воды это значение:

.

Теплопередача в системе : мы можем измерить солнечную энергию, поглощаемую системой, путем измерения притока тепла воды. Мы связываем эти два слова:

, где Q получил относится к теплу, полученному водой, а Q потерял относится к количеству тепла, потерянному в окружающую среду (равному солнечной энергии, поглощаемой системой от солнца).

Для расчета количества тепла, выделяемого водой, воспользуемся уравнением:

Где m — масса воды в граммах, C w — удельная теплоемкость воды (указанная ранее), а ∆T — изменение температуры воды в o C или K.

Пример: Учитывая массу воды в 1 кг, циркулирующую через теплообменник, начальную температуру 23 9 10 57 o 9 10 58 C и конечную температуру 25,5 9 10 57 o 9 10 58 C, рассчитайте теплопередачу от теплообменника к воде.Предположим адиабатическую систему.

График работы : Студенческие команды проектируют, создают и тестируют свои собственные солнечные водонагреватели в соответствии со следующими этапами деятельности.

  • День 1 (60 минут) проектирование и изготовление резервуаров (резервуаров) для воды
  • День 2 и 3: (120 минут) проектировать и создавать солнечные коллекторы и прикреплять их к резервуарам для воды
  • День 4 (60 минут) Тестирование и оценка солнечных водонагревателей на улице в солнечный день

До начала деятельности

  • Попросите учащихся принести любые принадлежности, которые можно легко получить из дома (например, пластиковые или металлические емкости для воды, картонные коробки, изоляционные материалы, пластиковые крышки, сарановую пленку, алюминиевую фольгу, часы, чашки из пенополистирола и т. Д.).
  • Соберите материалы.
  • Приготовьте образцы солнечных водонагревателей для демонстрации учащимся. Это могут быть фотографии, или солнечный водонагреватель, сделанный заранее учителем, или старые ученические образцы, или настоящий солнечный водонагреватель в разобранном виде.
  • Сделайте копии рабочего листа по проектированию и анализу солнечного водонагревателя, по одному на группу.

День 1: Проектирование / изготовление контейнеров для воды (60 минут)

Выполните следующие действия в течение дня 1:

  1. Разделите класс на группы по два-три ученика в каждой.
  2. Раздайте каждой группе копию четырехстраничного рабочего листа по проектированию и анализу солнечного водонагревателя.
  3. Объясните, как может работать готовый продукт, и покажите примеры.
  4. Поручите студенческим командам спроектировать свой водонагреватель с учетом ограничений предоставленных материалов (см. Часть 1 на рабочем листе). По мере того, как они проходят этот этап, при необходимости предоставляйте им рекомендации и предложения, чтобы помочь им.
  5. Попросите учащихся собрать материалы.
  6. Попросите учащихся создать свой контейнер (резервуар) для хранения воды в соответствии с процедурой части 1, описанной ниже.

Часть 1: Конструкция емкости для хранения воды

  1. 1. Используйте картон, ножницы и прочную ленту, чтобы сделать коробку для емкости с водой, или используйте / модифицируйте существующую коробку нужного / аналогичного размера. Оставьте не менее 2,5 см с каждой стороны для изоляции (см. Рисунок 1).

Рис. 1. Создайте коробку вокруг резервуара для воды, оставив место для изоляционных материалов. Авторское право

Авторские права © Лэндон Б. Геннеттен, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

  1. Вырежьте или просверлите отверстие, которое соответствует диаметру ½-дюймовой пластиковой трубки у дна емкости для воды.
  2. Вставьте емкость в коробку и прорежьте в ней отверстие того же диаметра, что и пластиковая трубка, в том месте, где совпадает отверстие емкости для воды.
  3. Вставьте пластиковую трубку в отверстие в коробке и емкости для воды (см. Рисунок 2). Закройте все зазоры вокруг трубки водостойким клеем, чтобы предотвратить утечку.

Рисунок 2.(слева) Вырежьте отверстие рядом с дном резервуара для воды, чтобы разместить пластиковую трубку, и протяните трубку через отверстие в коробке на той же высоте. (справа) Заполните зазор между резервуаром для воды и стенками коробки изоляционными материалами. Авторское право

Copyright © Лэндон Б. Геннеттен, Программа ITL, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере.

  1. Заполните пространство между коробкой и емкостью для воды изоляционным материалом (см. Рисунок 2).

День 2 и 3: Проектирование / строительство солнечных коллекторов (120 минут)

Выполните следующие действия в течение 2-го и 3-го дней:

  1. Попросите студенческие команды спроектировать и построить солнечный коллектор, как описано в процедуре части 2 ниже.
  2. Предложите им использовать одну из двух предоставленных конструкций медных трубок (описанных в Примере A и Примере B) или создать свою собственную. Создание коллектора с длинной спиральной медной трубой, по которой течет вода (Пример A), работает в коллекторе из картонной коробки. Для создания коллектора с рядом параллельных труб, по которым вода течет перпендикулярно (пример B), требуется водонепроницаемый контейнер, такой как одноразовый противень с установленной прозрачной крышкой.
  3. В процессе проектирования предложите учащимся найти способ согнуть медные трубки (вокруг чего-то круглого) и объяснить, почему использование только рук не работает (описано ниже).
  4. Окончательная сборка. Попросите учащихся прикрепить емкости для хранения воды к коллекторам в соответствии с процедурой части 3, описанной ниже.

Часть 2: Конструкция коллектора

  1. Используйте картон, чтобы создать коробку (или использовать / изменить существующую коробку) глубиной около 4 дюймов, которая соответствует размеру вашего прозрачного пластикового защитного листа. При таком подходе вода течет по медным трубкам, поэтому нет необходимости в водонепроницаемом коллекторе (подойдет картонная коробка).
  2. Выложите внутренние стенки коробки алюминиевой фольгой блестящей стороной наружу (см. Рисунок 3).

Рис. 3. (слева) Выровняйте внутренние стенки коробки солнечного коллектора алюминиевой фольгой блестящей стороной наружу. (справа) Подготовьте основание ящика для коллектора с помощью куска картона, покрытого фольгой и покрашенного в черный цвет, и поместите поверх нижнего слоя изоляции внутри коллектора. Авторское право

Copyright © Landon B. Gennetten, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере.

  1. Выложите на дно коробки примерно 2,5 см изоляционного материала.
  2. Вырежьте кусок картона по размеру внутреннего дна коробки. Накройте его алюминиевой фольгой и покрасьте в черный цвет, затем поместите на изолированный пол коробки (см. Рисунок 3).
  3. Поручите студенческим командам определить конструкцию катушки. Два примера, A и B, описаны ниже: медь изогнута кривыми, а медь — прямыми. Или студенческие команды могут создавать свои собственные проекты.
  4. Помогите студентам измерить, согнуть и отрезать мягкую медную трубку, выделенную для их команды. Поделитесь следующими советами, которые помогут им в работе с медью:
  • Измерение медных трубок : Медные трубки обычно входят в змеевик (см. Рисунок 4). Чтобы точно измерить его длину, используйте отрезок веревки (например, 12 дюймов) в качестве гибкой линейки. Обмотайте его лентой вдоль гибкой трубы, как показано на Рисунке 4.
  • Сгибание медной трубки : Чтобы согнуть трубку, используйте медный гибочный инструмент (см. Рисунок 4) или жесткую изогнутую поверхность с желаемым радиусом.Чтобы сделать прямые детали, используйте гибочный станок, чтобы удалить небольшой изгиб спиральной меди. Примечание: медь нельзя согнуть, просто используя силу руки, потому что вы не получите желаемый радиус и, вероятно, изогнете трубку. Если труба перекручивается, вы можете частично исправить ее, придав ей форму.
  • Обрезка медных трубок : Используйте резак для медных труб (показан на Рисунке 4) или ножовку.

Рисунок 4. Измерение, гибка и резка медных труб.авторское право

Copyright © Лэндон Б. Геннеттен, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

Конструкция змеевика — Пример A:

  1. Для одного подхода к проектированию согните медную трубку в непрерывную S-образную форму. На рисунке 5 представлен пример с размерами; измените размеры и форму в соответствии с предпочтениями команды разработчиков.
  2. Используйте аэрозольную краску, чтобы покрасить медную трубку в черный цвет.
  3. Вырежьте в коробке два отверстия, совместимых с точками выхода медных трубок.
  4. Вставьте медную трубку в коробку и закрепите ее клеем (см. Рисунок 5).

Рис. 5. (слева) На примере чертежа показаны габаритные характеристики компоновки изогнутых медных трубок для примера конструкции A. (справа) Вставьте изогнутую и окрашенную медную трубку в коллектор так, чтобы трубки выходили из отверстий по обе стороны от коллектора. box.copyright

Авторские права © Лэндон Б. Геннеттен, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

  1. Закройте коробку крышкой из пластикового листа и закройте края.

Конструкция змеевика — пример B

  1. Для другого подхода к дизайну отрежьте три или четыре 8-дюймовых (20,3 см) куска выпрямленных медных трубок и приклейте их к дну одноразовой формы для выпечки. Покрасьте всю нижнюю часть в черный цвет (см. Рисунок 6). При таком подходе вода течет по трубкам, поэтому коллектор должен быть водонепроницаемым.
  2. Вырежьте отверстия на обеих более коротких сторонах формы для выпечки (см. Рисунок 6). Диаметр отверстий должен совпадать с диаметром медной трубки.
  3. Вставьте две короткие прямые медные трубки (длиной от ½ дюйма до 1 дюйма или от 2,5 до 5 см), выходящие из каждого отверстия в поддоне (см. Рисунок 6).
  4. Закройте и закройте коробку прозрачной крышкой.

Рис. 6. (слева) Вырежьте отверстия на боковой стороне формы для выпечки, размер которых соответствует медной трубке. (в центре) Приклейте окрашенные в черный цвет куски выпрямленных медных трубок к дну формы для выпечки. (справа) Чтобы соединить форму для выпечки с резервуаром, используйте короткие отрезки медной трубки, вставленные в отверстия сбоку формы для выпечки.авторское право

Copyright © Лэндон Б. Геннеттен, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

Часть 3: Сборка системы

Присоедините пластиковую трубку к концу медной трубки. Закройте соединение водостойким клеем (готовый продукт см. На рис. 7).

Рисунки 7. Готовы к тестированию! Две конструкции готовых солнечных водонагревателей с подключенными баком и солнечными коллекторами, примеры A (слева) и B (справа).авторское право

Copyright © Лэндон Б. Геннеттен, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

День 4: Проверка солнечных водонагревателей (60 минут)

Выполните следующие действия в течение дня 4:

  1. В солнечный день (это нормально, если холодно, но должно быть солнечно) выведите класс на улицу, чтобы протестировать их модели солнечных водонагревателей. Принесите таймеры, рабочие листы, кувшин с водой, мерный стаканчик и чашки из пенопласта.
  2. Предложите учащимся организовать свои команды и распределить роли (циркуляция воды в системе [сбор и выливание], таймер, измерение температуры, запись измерений и т. Д.).
  3. Попросите учащихся выполнить шаги экспериментальной процедуры тестирования, описанные в рабочем листе.
  4. После того, как все группы записали свои данные, верните класс внутрь.
  5. Попросите учащихся выполнить этапы расчетов и оценки рабочего листа. Поощряйте их работать в команде и обсуждать каждый вопрос, прежде чем согласовать свой ответ.
  6. После того, как учащиеся заполнили все четыре страницы рабочего листа, проведите обсуждение в классе, чтобы проанализировать свои выводы и изучить идеи изменения дизайна (улучшения).Для получения дополнительной информации см. Оценку после активности в разделе «Оценка».

Словарь / Определения

адиабатический: происходит без увеличения или уменьшения тепла, например, процесс, в котором тепло не передается между системой и ее окружением.

горение: процесс преобразования топлива в тепло.

проводимость: передача тепла через вещество путем прямого контакта атомов или молекул.

конвекция: передача тепла путем циркуляции газа (например, воздуха) или жидкости (например, воды).

ископаемое топливо: источники энергии на основе углерода, такие как уголь, нефть и природный газ. Это не возобновляемые источники энергии.

теплопередача: поток тепла от одного вещества к другому. Тепло всегда переходит от более высокой температуры к более низкой температуре.

Изоляция: материал с низкой теплопроводностью, используемый для уменьшения потерь тепла.

модель: (существительное) Стандарт или образец для имитации, сравнения или анализа. (глагол) Смоделировать, создать или сконструировать что-то, чтобы помочь визуализировать или узнать о чем-то еще (как о продукте, процессе или системе), что нельзя напрямую наблюдать или экспериментировать, часто в меньшем масштабе.

излучение: тепло излучается в виде лучей или волн (например, солнечных лучей).

возобновляемая энергия: энергия, полученная из неограниченных, быстро восполняемых или возобновляемых естественным образом ресурсов, таких как энергия ветра или солнца.

солнечная энергия: энергия, полученная от солнца в форме солнечного излучения.

Удельная теплоемкость: количество тепла, которое должно быть добавлено или удалено из единицы массы этого вещества, чтобы изменить его температуру на один градус.

теплопроводность: мера способности твердого или жидкого тела передавать тепло.

тепловая энергия: кинетическая энергия, обусловленная движением частиц и атомов в веществе.

Оценка

Предварительная оценка деятельности

Вопрос / ответ : Напишите на доске следующую информацию. Спросите студентов и обсудите в классе:

авторское право

Авторское право © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере.

  • В чем причина выбора медных трубок для нагревательного устройства, глядя на эту таблицу значений электропроводности для определенных металлов? (Ответ: он имеет самое высокое значение проводимости и поэтому быстрее всего передает тепло.)
  • Для чего нужно изолировать резервуар для воды? (Ответ: Чтобы предотвратить передачу тепла из резервуара обратно в атмосферу [повысить эффективность, добиться оптимизации].)
  • Какой смысл красить медную трубку в нагревательном устройстве в черный цвет? (Ответ: Черный цвет поглощает больше солнечной энергии, чем любой другой цвет, отражая только 3% падающего на него солнечного света. Используя черный цвет, мы помогаем воде поглощать больше тепла.)

Обсуждение: перед началом занятия проведите в классе обсуждение критериев, которые могут быть важны при проектировании солнечного водонагревателя, и научите учащихся расставить приоритеты по ограничениям.

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист : Попросите студенческие группы использовать и заполнить рабочий лист; просмотрите их ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.

Оценка пост-активности

Групповое обсуждение : Спросите студентов и обсудите их как в классе, так и в группах:

  • Могут ли быть соблюдены все три типа теплопередачи в готовом продукте? Если да, то где? (Ответ: Да, система поглощает тепло за счет излучения солнца, затем тепло передается по медным трубам в воду, а теплая вода передает свое тепло более холодной воде в резервуаре за счет конвекции.)
  • Каковы плюсы и минусы использования этого типа системы отопления для нагрева воды в вашем доме? (Возможные ответы: Плюсы — использование возобновляемых источников энергии, сокращение использования энергии из источников ископаемого топлива, сокращение выбросов вредных химических побочных продуктов в окружающую среду и снижение стоимости вашего счета за коммунальные услуги. Минусы — невозможно собрать солнечную энергию во время ночью и в периоды, когда облачный покров закрывает солнце, что в некоторых местах бывает большую часть года; требует предварительной оплаты для установки системы; не может полностью заменить другой тип системы.)

Инженерные вопросы по перепроектированию : Предложите учащимся подумать о конструкции своего водонагревателя. Что сработало? Что не сработало? Что послужило причиной того, как вы построили свой водонагреватель? Не могли бы вы построить его лучше? Что, если бы у вас было неограниченное количество материалов или другие ограничения по времени? Попросите учащихся подумать о компромиссах, связанных с их дизайном. Если позволяет время, или для домашнего задания, попросите учащихся сделать наброски или написать описание изменений дизайна, которые они хотели бы внести, и почему.

Советы по устранению неполадок

Если у вас возникли проблемы с изгибом медной трубки, попробуйте использовать жесткую направляющую с большим радиусом, например, прочную цилиндрическую трубу или другой подходящий предмет, найденный вокруг школы. Иногда полезно иметь дополнительную трубку, которая служит более длинным рычагом, за который нужно тянуть при сгибании меди (для увеличения прилагаемого крутящего момента).

Если ваша медная трубка перекручена, вытолкните ее молотком о твердую поверхность, а затем снова распрямите.

Расширения деятельности

Попросите учащихся придумать несколько способов повышения общей эффективности их устройств на основе своих наблюдений и без ограничений по материалам.

Попросите учащихся улучшить свой дизайн, изменив его, используя новый материал или заменив материал (если возможно).

Масштабирование активности

  • Для младших школьников, вместо того, чтобы строить водонагреватель, принесите какой-нибудь теплообменник и позвольте им измерить его теплопередачу.
  • Для более продвинутых учеников включите в водонагреватель простую насосную систему (например, небольшой аквариумный насос), чтобы вода могла циркулировать сама по себе, как в крупномасштабной системе водяного отопления.

использованная литература

Куртус, Рон. Способы передачи тепла — успех в физике. Редакция от 26 мая 2006 г. ООО «Школа чемпионов». www.school-for-champions.com/science/heat_transfer.htm По состоянию на 6 февраля 2008 г.

Список теплопроводностей. Википедия. Обновлено 2 февраля 2008 г. en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conductivity#List_of_thermal_conductivities По состоянию на 6 февраля 2008 г.

Солнечная энергия. Округ Монтгомери, Мэриленд, Департамент охраны окружающей среды. www.montgomerycountymd.gov/dectmpl.asp?url=/content/dep/energy/CleanEnergySolar.asp По состоянию на 5 февраля 2008 г.

Солнечная горячая вода. Википедия. Последнее изменение 5 февраля 2008 г.www.wikipedia.org По состоянию на 6 февраля 2008 г.

Другая сопутствующая информация

Это мероприятие было выбрано для включения в состав собранной сети электронной библиотеки по климатической грамотности и энергетике (CLEAN) с аннотациями. CLEAN, программа NSF National Science Digital Library (NSDL) Pathway, ищет образцовые цифровые ресурсы, которые относятся к ключевым концепциям климата и энергетики, являются научно надежными и актуальными и легко доступны в Интернете.Основное внимание уделяется активной учебной деятельности с прочной педагогической опорой для 6–16 классов. Этот ресурс прошел тщательную экспертную оценку в рамках отбора для включения в сборник в апреле 2011 года. Полный обзор см. На сайте cleanet.org/resources/41891.html

авторское право

© 2007 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Лэндон Б.Геннеттен; Лорен Купер; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон

Программа поддержки

Интегрированная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд ГК-12, грант No. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 14 декабря 2021 г.

Солнечные водонагревательные панели | Солнечные коллекторы с плоскими пластинами | Плоская панель

Обзор

Солнечная горячая вода — это доступная и эффективная форма чистой возобновляемой энергии, которой может воспользоваться каждый домовладелец в Америке.Используя плоские солнечные коллекторы, вы можете воспользоваться обильной солнечной энергией, чтобы снизить собственные затраты на электроэнергию. Это означает снижение ежемесячных счетов, бесплатную горячую воду для вашего дома и большую энергетическую независимость.

Солнечные плоские коллекторы — это доступное решение для снижения затрат на электроэнергию. Солнечные плоские пластины долговечны, долговечны и экономичны. Плоские коллекторы традиционно используются в более теплом и солнечном климате. Для более прохладных, более облачных областей и областей с длинными и холодными зимами вы можете рассмотреть наши солнечные вакуумные трубчатые коллекторы.

Преимущества солнечной системы плоских пластин

Установка плоской солнечной системы водяного отопления в вашем доме может снизить потребление энергии на 40-50%. Чтобы нагреть более 80 галлонов горячей воды в день, достаточно 1 или 2 плоских солнечных батарей — и все это бесплатно.

Многие люди не понимают, сколько энергии уходит на то, чтобы обеспечить дом горячей водой. Фактически, от 20% до 25% потребления энергии средней семьей приходится только на нагрев воды для таких вещей, как стирка, приготовление пищи, уборка, посуда и душ.

Установка солнечной системы плоских пластин будет означать значительное сокращение — или устранение — этих затрат. Кроме того, наши солнечные системы горячего водоснабжения имеют право на федеральный налоговый кредит в размере 30%, что означает, что 30% установленной стоимости вашей солнечной системы горячего водоснабжения будет возвращено вам при следующей подаче налоговой декларации. Это означает меньшие накладные расходы и более быструю окупаемость вашей солнечной системы водяного отопления.

Есть также много других финансовых стимулов, которые могут быть доступны в вашем районе.Многие штаты, округа и другие населенные пункты предлагают скидки или другие стимулы для продвижения чистой, бесплатной горячей воды от солнечных батарей. Вы можете посетить www.dsireusa.org, чтобы ознакомиться с полным списком поощрений в вашем районе.

Как работает солнечная система с плоскими пластинами

Солнечные плоские водонагревательные системы — это очень простой и не требующий обслуживания способ немедленно снизить ежемесячные затраты на электроэнергию. Обе системы с откачанными трубами и плоские солнечные системы горячего водоснабжения работают одинаково.

В большинстве бытовых солнечных систем горячего водоснабжения, в которых используются плоские пластины, холодная вода (с улицы) течет на дно солнечного резервуара (1) .

Жидкий теплоноситель солнечного контура (обычно смесь воды и гликоля) перекачивается к плоскому пластинчатому коллектору (2) .

Эта жидкость проходит через внутреннюю часть солнечного коллектора, где нагревается солнечной энергией (3) . Коллекторы с плоскими пластинами очень хорошо изолированы, что позволяет им улавливать довольно много солнечного тепла, не позволяя улетучиваться.

Теперь, когда жидкость нагрета солнцем, она перекачивается обратно в резервуар для хранения солнечной энергии, где затем нагревает воду для вашего дома (4) .

Это лишь одна из наиболее распространенных конструкций, используемых в домашних солнечных системах горячего водоснабжения. Доступны и другие конструкции, и их можно использовать в зависимости от вашего конкретного приложения.

Свяжитесь с нами сегодня для получения дополнительной информации или поиска ближайшего к вам дилера!

Приложения

В среднем американском доме более 25% энергии потребляется за счет нагрева воды.Эта горячая вода часто используется для приготовления пищи, мытья посуды, стирки, душа и уборки. Солнечная система горячего водоснабжения — идеальное решение для снижения постоянно растущих затрат на электроэнергию.

Плоские солнечные коллекторы обычно используются в более теплых климатических условиях. Технология, используемая в плоских солнечных батареях, позволяет им использовать преимущества более высоких температур наружного воздуха для увеличения производства горячей воды. Однако в более холодном климате или в регионах с длинными суровыми зимами вы можете рассмотреть наши вакуумные трубчатые коллекторы с солнечной батареей.

Плоские солнечные панели применяются (но не ограничиваются) в домах и жилых домах, а также в домах, расположенных в средних и южных районах США (к югу от линии Мейсон-Диксон).

Применение солнечной системы горячего водоснабжения может дать вам ряд преимуществ.

Сэкономьте деньги

Используя солнце для нагрева — или предварительного нагрева — горячей воды в вашем доме, вы можете существенно сократить расходы на отопление воды. Во многих солнечных системах горячего водоснабжения клиенты сообщают, что их счета за отопление горячей воды сократились на 80%.

Более 30% счетов за электричество средней американской семьи идет непосредственно на нагрев горячей воды. Это означает, что солнечная система нагрева воды может немедленно снизить ваши счета, и будет продолжать делать это в ближайшие десятилетия.

Инвестируйте в лучшую и более чистую окружающую среду

Солнечные водонагревательные системы помогают снизить потребление энергии и, следовательно, уменьшить загрязнение, связанное с производством этой энергии. Снижение традиционного энергопотребления на 50% означает сокращение выбросов CO2 на 50%.Таким образом, установив в доме солнечную систему горячего водоснабжения, вы вдвое уменьшите свой углеродный след.

Это приводит к более чистой окружающей среде и помогает уменьшить нашу зависимость от традиционных, загрязняющих окружающую среду ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть. Вы можете внести свой вклад в лучшее завтра — и при этом сэкономить деньги!

Доступно больше горячей воды

При солнечной системе нагрева воды часто устанавливается солнечный резервуар, который работает вместе с существующим резервуаром для горячей воды.Это означает, что у вас будет вдвое больше места для хранения — и в два раза больше горячей воды.

Итак, когда у вас есть гости, посетители или вы хотите надолго полежать в ванне, вы можете сделать это, не увеличивая счет за электроэнергию. У вас будет больше воды и более горячей воды. Горячая вода, которую вы можете использовать, зная, что она нагревается с использованием солнечной энергии с нулевыми затратами.

Пакеты

Solar Panels Plus предлагает полные комплекты солнечного нагрева воды для вашего дома.Предварительно спроектированные и укомплектованные всеми основными компонентами, необходимыми для вашей собственной солнечной системы водяного отопления.

Эти пакеты включают следующее:

Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор является основным компонентом вашего солнечного водонагревателя. Плоские тарелки бывают разных размеров, и есть несколько вариантов на выбор.

Для небольших систем или семей из 2–3 человек обычно используется набор плоских пластин 4 ‘x 8’.Для больших семей, более прохладного климата или для более интенсивного использования вместо этого в комплект может быть включена панель большего размера.

Все наши плоские солнечные коллекторы сертифицированы SRCC, что является требованием, которое позволяет вам воспользоваться федеральной налоговой скидкой в ​​размере 30%. Это существенно снижает начальную стоимость вашей системы. Эта сертификация также позволяет вам получать другие финансовые стимулы, которые могут быть доступны в вашем штате или местности, например, денежные скидки, гранты, налоговые льготы и т. Д.Полный список льгот, доступных в вашем регионе, можно найти на сайте www.dsireusa.org.

Все наши плоские тарелки соответствуют законам США о покупках, что означает, что ваша покупка возвращается американским производителям. Мы поставляем на рынок только плоские листы высочайшего качества и с лучшими эксплуатационными характеристиками и обеспечиваем на них надежную 10-летнюю гарантию. Это позволит вам наслаждаться комфортной, бесплатной, горячей водой на протяжении десятилетий.

Дополнительная информация о наших плоских солнечных коллекторах.

Солнечный резервуар для воды

Солнечный водонагреватель — еще один основной компонент всех солнечных водонагревателей. Бак для воды солнечной батареи содержит теплообменник, который позволяет нагретой жидкости из плоских пластинчатых коллекторов нагреть воду внутри бака.

Размер солнечного накопительного бака рассчитан на количество установленных вами плоских пластинчатых коллекторов. В большинстве солнечных водонагревателей бак на 80 галлонов соединен с 2 плоскими пластинчатыми коллекторами.Однако есть резервуары большего размера для дополнительного хранения или большие семьи.

Многие из наших солнечных резервуаров для воды также имеют дополнительный резервный источник тепла. Это гарантирует, что независимо от погодных условий или наличия солнечного света у вас всегда будет постоянный поток горячей воды.

Дополнительная информация о наших солнечных батареях.

Солнечный насос

Насос — важный компонент любого солнечного водонагревателя.Солнечный насос обеспечивает циркуляцию жидкости через солнечную систему горячего водоснабжения. Доступны различные насосы и насосные станции. Многие из них настраиваются для поддержки меньших или больших систем, более длинных участков трубопровода или более быстрых потоков. Мы всегда помогаем вашему установщику выбрать оптимальный насосный агрегат, чтобы вы могли максимально эффективно использовать солнечную систему горячего водоснабжения.

Солнечная насосная станция имеет ряд других важных компонентов, которые важны для установки и эксплуатации солнечной системы горячего водоснабжения.Например, датчики давления и температуры включают («быстро проверьте давление и температуру в солнечном контуре. Другие элементы, такие как промывочные и наполнительные клапаны, имеют решающее значение для активации вашей солнечной системы горячего водоснабжения.

Солнечный насос и насосные станции всегда работают напрямую с контроллером солнечного коллектора. Скорость насоса, а также время его включения и выключения всегда контролируется солнечным контроллером. Контроллер солнечной энергии работает напрямую с солнечным насосом, а также контролирует и регулирует насос, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Эти насосные станции также поставляются с множеством настраиваемых опций, таких как размер насоса, скорость, различные фитинги и многое другое.

Дополнительная информация о наших солнечных насосах и солнечных насосных станциях.

Солнечный контроллер

Солнечный контроллер — это «мозг» каждой солнечной системы горячего водоснабжения. Контроллер получает информацию от различных датчиков, которые установлены рядом с вашими плоскими коллекторами и в солнечном резервуаре.

Контроллер солнечной батареи контролирует наличие тепла — когда солнце падает на солнечную батарею — затем включает насос. Когда солнце садится, помпа отключается. Он также контролирует поток, увеличивая и уменьшая его в зависимости от внешних условий, чтобы обеспечить оптимальное солнечное усиление.

Серия солнечных батарей iSolar упрощает, чем когда-либо прежде, возможность быстро увидеть, что именно делает ваша солнечная система горячего водоснабжения, и отслеживать ее прошлые характеристики.

Для различных приложений доступны различные системы управления солнечными батареями, позволяющие управлять несколькими насосами, регистрировать данные или управлять насосами с переменной скоростью.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию о наших контроллерах iSolar и солнечных батареях.

Комплекты солнечных батарей и другие компоненты

Есть ряд других компонентов, необходимых для установки вашей солнечной системы водяного отопления. Solar Panels Plus — это тщательно спроектированные предварительно упакованные системы, так что установщик солнечных батарей может быстро и профессионально установить вашу солнечную систему горячего водоснабжения без необходимости искать эти компоненты.

Готовая солнечная водная система от Solar Panels Plus гарантирует более быструю и профессиональную установку. А поскольку ваш установщик тратит меньше времени на фактическую установку, это означает меньшие первоначальные затраты. Кроме того, на наши пакеты дается полная гарантия, что вы останетесь довольны надолго, и наша команда технической поддержки готова ответить на любые вопросы или проблемы, которые могут возникнуть у вас или вашего установщика.

Дополнительная информация о наших солнечных тепловых компонентах.

Солнечные водонагреватели коммерческого и промышленного назначения

Как работает тепловая ловушка?

Водонагреватель Hubbell имеет тепловую ловушку, установленную на выходе горячей воды водонагревателя. Это устройство помогает предотвратить утечку тепла через выпускное отверстие для горячей воды накопительного бака в периоды ожидания, что приводит к повышению эффективности работы. Тепловая ловушка состоит из специально сконструированного бронзового ниппеля с внутренним плавающим шаром, который в периоды ожидания, когда поток отсутствует, оседает и закрывает резервуар для хранения, тем самым предотвращая теплопроводность горячей воды, исходящей через выпускное отверстие для горячей воды.

Какую температуру установить в водонагревателе?

Для обычного бытового горячего водоснабжения достаточно температуры водонагревателя 125 ° F. Это предотвращает потерю энергии (что означает экономию для вас), а также снижает вероятность ожогов от обжигающей воды. Если при этой настройке у вас закончилась горячая вода, постепенно увеличивайте температуру на пять градусов, пока ваши потребности в горячей воде не будут удовлетворены. Цель состоит в том, чтобы установить достаточно высокую температуру, чтобы удовлетворить ваши потребности, но в пределах безопасных рабочих параметров.Обратите внимание, что на водонагреватель сам по себе не следует полагаться как на окончательный источник контроля температуры для горячей воды, подаваемой в ваши светильники. Пожалуйста, обратитесь к местным и государственным нормам и правилам для установки надлежащих и утвержденных кодексом (ASSE 1016, 1070, 1017) смесительных устройств для обеспечения безопасной подачи горячей воды к приборам. Для получения более полной информации, пожалуйста, загрузите технический документ PDF под названием «Понимание потенциальной опасности ожога водонагревателя», разработанный ASSE, по следующей ссылке. ASSE Whitepaper

Нужно ли устанавливать изоляционное покрытие?

№Большинство новых электрических водонагревателей обладают высокой эффективностью в отношении количества тепловых потерь, исходящих из накопительного бака. Это связано с использованием пенополиуретановой изоляции в качестве изоляционного метода для современных резервуаров по сравнению с изоляцией из стекловолокна, которая использовалась производителями водонагревателей в основном в прошлом. Таким образом, установка изоляционного покрытия на новый электрический водонагреватель, построенный с изоляцией из пенопласта, практически не приносит пользы и, возможно, отрицательно сказывается на эффективности.

Можно ли использовать умягченную воду с цистерной с цементной футеровкой?

Да, это нормально. Система смягчения воды не повлияет на долговечность или работу резервуара водонагревателя Hubbell, облицованного цементом. Устройство для смягчения воды обычно устанавливается, когда в системе питьевой воды жесткая вода приводит к необходимости смягчения воды. К сожалению, соль, используемая в водоумягчителе, разъедает анодный стержень и открытые стальные поверхности резервуара водонагревателя, быстро вызывая коррозию и протечку облицованного стеклом водонагревателя в течение нескольких лет.Это проблема для облицованного стеклом водонагревателя из-за того, что он полагается на протекторный анод, однако, поскольку в резервуаре с футеровкой из цемента не используется протекторный анод, умягченная вода не имеет значения для резервуара с футеровкой из цемента Hubbell.

Что такое расходуемый анод и нужен ли он для цистерны с цементной футеровкой?

Все водонагреватели, изготовленные из стального резервуара, требуют футеровки для защиты внутренних стальных поверхностей от коррозии. Некоторые облицовки (например, стекло и эпоксидная смола) в силу своей природы имеют неизбежные отверстия и дефекты, приводящие к обнажению стального резервуара.В результате этого недостатка производитель установит анодный стержень (стержни) в попытке замедлить коррозию стального резервуара. Анодный стержень обычно изготавливается из алюминия, магния или цинка, является предметом технического обслуживания, требующим периодической проверки и замены, и часто является причиной запаха «тухлого яйца» в вашей горячей воде. Часто называют жертвенным анодным стержнем, потому что со временем он медленно растворяется, жертвуя собой, поскольку он подвергается атаке агрессивных веществ в воде, которые в противном случае могли бы атаковать стальной резервуар через отверстия и дефекты стеклянной или эпоксидной облицовки.С другой стороны, стальной резервуар с цементной футеровкой не требует анода из-за толщины и гарантированного 100% покрытия цементной футеровкой на всех внутренних поверхностях стального резервуара. Это устраняет необходимость в анодном стержне в водонагревателе с цементной футеровкой, что обеспечивает значительно более длительный срок службы по сравнению со стеклянным или эпоксидным водонагревателем. Для дальнейшего обсуждения нажмите следующую ссылку Цементная футеровка

Какая максимальная температура воды установлена?

Бак Hubbell с цементной футеровкой подходит для хранения воды температурой до 194 ° F.Однако следует отметить, что вашему водонагревателю, вероятно, потребуются дополнительные устройства управления для достижения этой температуры, но не стоит беспокоиться о способности футеровки выдерживать эту температуру. Кроме того, существует множество мер безопасности, которые необходимо учитывать при хранении воды при повышенной температуре. Проконсультируйтесь с заводом-изготовителем.

Какой водонагреватель мне лучше: безрезервуарный или накопительный?

Это зависит от обстоятельств. Безбаковый водонагреватель иногда называют проточным водонагревателем (POU).Из-за относительно небольшого физического размера водонагревателя без резервуара по сравнению с водонагревателем с накопительным резервуаром вариант без резервуара может быть выгодным с точки зрения экономии места и иногда может быть установлен ближе к тому месту, где вам нужна горячая вода (отсюда и термин POU). Однако безбаквальные нагреватели не подходят для многих применений, поэтому очень важно, чтобы перед тем, как выбрать безбаквальные нагреватели, вы внимательно рассмотрели все факторы, которые иногда делают безбаковый вариант более сложным и рискованным по сравнению с водонагревателем накопительного типа.В частности, перед принятием решения вы должны понимать эксплуатационные характеристики, требования к техническому обслуживанию, ремонту, а иногда и важные требования к установке безрезервуарного водонагревателя. В безрезервуарных установках не накапливается нагретая вода, как в водонагревателях накопительного типа; они нагревают воду только по мере необходимости, и поэтому их размер должен соответствовать максимальному расходу для конкретного применения. В некоторых случаях безбаковый водонагреватель может повысить эффективность работы, но, возможно, за счет комфорта пользователя.Бесконтактные водонагреватели Hubbell доступны в версиях Electric Tankless или Gas Tankless.

Каков перепад давления воды в баке?

Нет серьезных ограничений для потока воды через водонагреватель Hubbell. Размеры входного и выходного патрубков для холодной и горячей воды доступны в размерах ¾ ”и 1-1 / 2” для соответствия вашим требованиям. Безусловно, размер ¾ ”более чем достаточен для большинства применений с водонагревателем модели E. Если ваш расход через водонагреватель превышает примерно 10 галлонов в минуту, вы можете рассмотреть вариант подключения 1-1 / 2 дюйма (необходимо указать при заказе).Приблизительно, перепад давления на любом водонагревателе модели E с патрубками ¾ ”будет примерно равным.

Нужен ли поддон под обогревателем?

Да, Хаббелл советует установить под водонагревателем поддон с надлежащим сливным патрубком. В некоторых странах по закону требуются поддоны, а в других случаях они настоятельно рекомендуются, но не обязательны. В любом случае, если протечка водонагревателя или предохранительный клапан может привести к повреждению имущества, под водонагревателем необходимо установить поддон, даже если это не требуется по нормам.

Есть ли в резервуаре Хаббелла трубка для погружения холодной воды?

Не совсем так. Бак Hubbell с цементной футеровкой включает диффузор холодной воды, интегрированный в соединение для холодной воды, который позволяет поступающей холодной воде подаваться в бак контролируемым и не турбулентным образом, что позволяет избежать преждевременного смешивания холодной воды с горячей водой в баке. На цистернах Hubbell, облицованных цементом, вход / диффузор холодной воды расположен сбоку в нижней части резервуара.Таким образом, резервуар с цементной футеровкой Hubbell не требует длинной погружной трубки, проходящей от верха до дна резервуара, как это обычно бывает в резервуарах с облицовкой из стекла.

Как мой водонагреватель доставляется?

Все водонагреватели накопительного типа Hubbell отправляются обычным перевозчиком и классифицируются Советом по стандартам классификации товаров в соответствии с классом 100 Национальной классификации автомобильных грузоперевозок (NMFC). Каждый водонагреватель укладывается на поддоны и упаковывается в деревянные ящики. Все безбаквальные водонагреватели Hubbell при транспортировке на обычном транспорте класса судов 77.5. Чтобы обеспечить наименьшую стоимость перевозки, в большинстве случаев отгрузка осуществляется на счет Hubbell, а стоимость перевозки добавляется к счету, обычно называемому «Предоплата и добавление». Для очень больших грузов транспортный отдел Hubbell проанализирует наиболее экономичный метод (LTL или специальный грузовик) для транспортировки водонагревателей до конечного пункта назначения.

Почему Hydrastone Cement лучше стеклянной облицовки?

Цементная футеровка обеспечивает гарантированное 100% покрытие при минимальной толщине 0.5 дюймов по всем внутренним поверхностям резервуара. Для сравнения, стеклянная футеровка имеет толщину примерно 0,005 дюйма и включает в себя дефекты, точечные отверстия и изменение толщины покрытия, в результате чего участки незащищенного стального резервуара подвергаются коррозии. В попытке компенсировать это обстоятельство, резервуары со стеклянной футеровкой включают в себя расходный анод, чтобы замедлить коррозию резервуара. С другой стороны, резервуары с цементной футеровкой не требуют анода из-за целостности футеровки. Таким образом, цистерна с цементной футеровкой намного превосходит цистерну со стеклянной футеровкой.Для более полного объяснения преимуществ цементной футеровки Hubbell щелкните следующую ссылку Цементная футеровка

Почему резервуар с цементной футеровкой лучше, чем резервуар из нержавеющей стали?

Практически во всех случаях стальной резервуар с цементной футеровкой является более прочным резервуаром по сравнению с резервуаром из нержавеющей стали. Слабость резервуара из нержавеющей стали заключается в восприимчивости материалов к SCC (коррозионное растрескивание под напряжением), вызванное хлоридами, бромидами, йодидами и фторидами в воде.Комбинация остаточных напряжений от сварки, профилирования и штамповки, а также циклическое напряжение от работы в системе горячего водоснабжения являются источниками растягивающего напряжения, которое при превышении определенного порогового значения делает резервуар водонагревателя из нержавеющей стали восприимчивым к коррозии под напряжением. растрескивание. Стальные резервуары с цементной футеровкой не подвержены этому условию, поэтому они более устойчивы к коррозии и выдерживают циклическую работу водонагревателя по давлению и температуре.

Доступны ли налоговые льготы штата или федеральные налоговые льготы?

Федеральные налоговые льготы предоставляются на солнечные водонагреватели при обновлении или обслуживании существующей системы или установке новой.Сохраните все квитанции, включая счета за труд, счета-фактуры лесоводов (если необходимо / применимо) и т. Д., И используйте общую сумму для заполнения формы IRS 5695 при подаче налоговой декларации и приложите копию к своей форме 1040 или 1040NR. Более подробную информацию о государственных и муниципальных энергетических кредитах можно найти на сайте Here

.

Одобрено ли эта модель Массачусетсом?

Текущий список всех моделей Hubbell, утвержденных Советом сантехников и газовых установщиков Массачусетса, см. В таблице ниже или на веб-сайте по адресу http: // license.reg.state.ma.us/pubLic/pl_products/pb_product.asp?mnf_id=2779.
MA Номер сертификата сантехники Модель Hubbell Срок годности
P3-0914-61 HD, J, V, PS, SLN, T 9/3/2017
P1 1114-201 EMV, CR, R, JTX, ETX, TX 11/5/2017
P3-0813-66 CE110, SE, E, HE, SH, H 8/7 / 2016
G1-0813-4 GX, DGX, JBX, JGX, CX 07.08.2016

Какое значение R у водонагревателя Hubbell?

Hubbell использует изоляцию из вспененного полиуретана для всех облицованных цементом водонагревателей и резервуаров емкостью до 150 галлонов.Эта изоляция имеет значение R 7,2 на дюйм. Большинство резервуаров Hubbell имеют как минимум 2 дюйма изоляции, что дает значение R, равное 14. Некоторые модели доступны либо в стандартной комплектации, либо в качестве опции с 3-дюймовой изоляцией и, следовательно, имеют значение R 21. емкости и резервуары из нержавеющей стали или сплава, изготовленные на заказ, имеют изоляцию из стекловолокна толщиной 2 или 3 дюйма со значением R 3,5 на дюйм.

Почему Hubbell рекомендует серию 300 вместо дуплексной нержавеющей стали?

Хотя верно, что дуплексная нержавеющая сталь обычно обеспечивает более высокую прочность и устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC) и хлоридной коррозии по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью (серия 300), существуют другие факторы, которые в конечном итоге делают ее менее желательным выбором по сравнению с нержавеющей сталью 300. серия нержавеющая сталь.Дуплексная нержавеющая сталь составляет лишь 1% рынка нержавеющей стали, что делает ее менее доступной и более дорогой, особенно в отношении фланцев, фитингов и фасонных деталей, таких как крышки резервуаров. Хотя обычно утверждается, что эти дополнительные расходы компенсируются возможностью использовать более тонкий материал из-за более высокой прочности, это относится только к очень большим резервуарам, где уменьшение приводит к использованию более низкой общей толщины листа. Например, уменьшение толщины на 25% резервуара толщиной 3/16 дюйма из нержавеющей стали серии 300 по-прежнему приводит к использованию обычных листов толщиной 3/16 дюйма из дуплексной нержавеющей стали.Более высокая прочность дуплекса также имеет отрицательный результат в виде снижения формуемости и обрабатываемости, что увеличивает стоимость изготовления и производственного процесса. Что касается сварки, дуплексная нержавеющая сталь представляет множество проблем в поддержании правильной двухфазной смеси, что обычно приводит к проблемам в зоне термического влияния (ЗТВ), таким как потеря коррозионной стойкости, ударной вязкости и растрескивание после сварки. Это справедливо для всех процессов дуплексной сварки нержавеющей стали, включая TIG, MIG и лазер. По сравнению с этим процесс сварки аустенитной нержавеющей стали намного щадящий.Основным недостатком аустенитной нержавеющей стали является ее подверженность коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC) и хлоридной коррозии. Три фактора, которые все должны присутствовать, вызывают этот тип коррозии: повышенное тепло, присутствие хлоридов и остаточные напряжения. В водонагревателях нельзя контролировать повышенную температуру и присутствие хлоридов. Однако термообработка после сварки в вакуумной печи с последующим охлаждением в инертной атмосфере снимает остаточные напряжения в резервуарах из аустенитной нержавеющей стали и, следовательно, устраняет подверженность этой коррозии.По этой причине эта процедура нагрева после сварки выполняется на всех резервуарах Hubbell из нержавеющей стали. Процесс термообработки строго контролируется и поддается проверке, в отличие от трудноуправляемого процесса сварки дуплексной нержавеющей стали. Поэтому Hubbell предлагает резервуары из нержавеющей стали, изготовленные только из серии 300 (обычно тип 304L или 316L), поскольку это гораздо более проверенный и поддающийся проверке материал и процесс изготовления, который приведет к увеличению срока службы резервуара. Конечно, альтернативным вариантом является использование стального резервуара Hubbell с цементной футеровкой, который также обеспечивает значительно более длительный срок службы и является более экономичным решением по сравнению с дуплексной нержавеющей сталью и нержавеющей сталью серии 300.

Относятся ли водонагреватели Hubbell к категории Low Lead?

Да, все модели водонагревателей Hubbell соответствуют требованиям поправки к Закону о снижении содержания свинца в питьевой воде к разделу 1417 (d) Закона о безопасной питьевой воде (SDWA), вступившему в силу с 4 января 2014 г. • Hubbell удостоверяет, что его водонагреватели соответствуют следующим требованиям SDWA и, следовательно, квалифицированы и сертифицированы как Low Lead: (a) Водонагреватели Hubbell содержат не более 0.2% свинца по отношению к припою и флюсу. (B) Водонагреватели Hubbell содержат не более 0,25% свинца по отношению ко всем контактирующим поверхностям водонагревателя

, средневзвешенное значение которого составляет 0,25%.

Может ли мой цистерн с цементной футеровкой быть поврежден во время установки и обращения?

Хотя мы не призываем к тому, чтобы сбрасывать танки, иногда случаются разные вещи. Цементная футеровка Hubbell Hydrastone имеет толщину не менее 1/2 дюйма (в 100 раз толще, чем облицованный стеклом резервуар) и гарантированно покрывает 100% всех внутренних поверхностей резервуара.По сути, цементная футеровка Hubbell представляет собой резервуар внутри резервуара, и у него не должно возникнуть проблем при транспортировке и установке. Хотя это не обязательно, вы можете указать дополнительное отверстие для руки на наших меньших резервуарах (150 галлонов и ниже), чтобы обеспечить средства для проверки и ремонта. Водонагреватели с резервуарами размером более 36 дюймов обычно включают люк размером 12 дюймов на 16 дюймов. В обоих случаях надлежащим образом обслуживаемый резервуар Hubbell прослужит десятилетия.

Как подготовить водонагреватель к длительному хранению?

Водонагреватель необходимо хранить в ориентации по назначению (вертикальной, горизонтальной).Рекомендуемый диапазон температуры окружающего воздуха составляет от 50 до 105 градусов по Фаренгейту и не превышает 65% относительной влажности. Ни при каких условиях устройство не должно подвергаться воздействию отрицательных температур. Агрегат предназначен для хранения в закрытом помещении, защищенном от непогоды. В электрическую панель управления и клеммную коробку нагревательного элемента (если применимо) следует вставить влагопоглотитель. Длительное хранение потребует периодической проверки осушителя. Только для цистерн с цементной футеровкой поместите в танк примерно 10 галлонов воды перед закрытием и герметизацией всех отверстий, чтобы обеспечить влажную атмосферу для футеровки.Закройте и закройте все отверстия и отводы бака и / или фланцы. Обеспечьте необходимую защиту, чтобы гарантировать, что резервуар и все аксессуары защищены от физического контакта, который может привести к повреждению. На внешнюю поверхность можно нанести термоусадочную пленку или другой подходящий защитный пластик. Необходимо соблюдать инструкции по запуску и установке, уделяя особое внимание проверке электрического нагревательного элемента.

Зачем мне нужен резервный электрический погружной нагреватель в моем солнечном резервуаре?

В зависимости от области применения, количества солнечных панелей и т. Д.на самом деле может не потребоваться резервный электрический элемент. Вообще говоря, электрические элементы присутствуют в резервуаре, чтобы обеспечить непрерывную подачу горячей воды в случае продолжительной облачности (что приводит к гораздо меньшему вкладу солнечной энергии в резервуар), временного увеличения потребности в горячей воде, такой как праздничные собрания, и как.

Что такое ОГ-300?

OG-300 — это рейтинг солнечной тепловой системы, присвоенный Solar Rating & Certification Corporation (SRCC).OG-300 проверяет общую производительность и безопасность системы и требуется некоторыми штатами и организациями для сбора стимулов для возобновляемых источников энергии.

Утвержден ли обогреватель Hubbell OG-300?

Солнечный резервуар Hubbell производится дочерней компанией, находящейся в полной собственности Hubbell, которая имеет сертификат OG-300 для систем AET и Apricus.

Могу ли я получить солнечные батареи с обогревателем Hubbell?

№. Hubbell специализируется только на разработке и производстве наиболее эффективных и долговечных солнечных водонагревателей.Вспомогательные компоненты солнечной системы необходимо приобретать отдельно.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *