Самодельный солнечный коллектор (часть 3)
Предыдущие части описания читайте здесь и здесь.
После полного окрашивания поглощающая панель коллектора приобрела такой вот вид:
Пятна на поверхности — это следы вспучившейся краски. Вспучивание произошло из-за того, что я заливал панель краской из разных баллончиков. Одна краска была на алкидной основе, а вторая — которая с алкидной краской «не дружит». Но для процесса нагревания это вспучивание значения не имеет, поэтому я не стал его исправлять.
После окрашивания, к концам труб были тем же термоклеем приделаны уголки с резьбой.
Уголки с резьбой позволяют легко подключать и отключать коллектор при помощи гибких армированных шлангов.
После этого я решил провести серию испытаний, чтобы проверить, как коллектор будет держать давление и температуру. Пока результаты меня не очень радуют, но обо всем по порядку.
Для испытаний я просто ставил коллектор вертикально и подавал в него воду из водопровода через нижнюю трубу. Прозрачный полипропилен с обратной стороны позволяет контролировать процесс заполнения. Как только коллектор полностью заполнялся и вода начинала выливаться через верхнюю трубу, подача воды в коллектор прекращалась. Минус такого способа в том, что он создает более высокое давление воды внизу коллектора и практически нет давления вверху.
Первое заполнение коллектора водой показало, что в клеевом стыке труб и поликарбоната есть несколько протечек. Причем протечки обнаружились вверху, где давление было низкое. Отключаем панель, сливаем воду, сушим, устраняем точки протечки.
Второе подключение — ни где ничего не течет. Чтобы создать давление в районе верхней трубы я просто поднимал повыше конец отводящего гибкого шланга. Опять обнаружилась протечка. Отключаем панель, сливаем воду, сушим, устраняем точки протечки.
Третье подключение. Тут я набрался смелости и решил создать в панели повышенное давление, чтобы проверить, а вдруг он выдержит давление воды в водопроводе. Для создания давления я просто пальцем закрыл отводящую трубку. Воздух, оставшийся в коллекторе, должен был послужить амортизатором для плавного повышения давления. По мере нарастания давления, держать палец становилось все труднее, а потом клеевой шов у нижней трубы лопнул.
Выводы: слегка повышенное давление коллектор держит, но наглеть не стоит. Отключаем панель, сливаем воду, сушим, устраняем точки… нет уже не точки, а целые участки протечки.
Чтобы укрепить шов, я решил сделать его гораздо ТОЛЩЕ. Клеевым пистолетом в районе шва укладывалось большое количество термоклея, а потом все это оплавлялось и выравнивалось старым советским молотковым паяльником.
Для этой работы можно было бы использовать строительный фен, но у меня его просто не было.
После долгих мучений шов получился такой.
Некрасиво конечно, но главное чтобы держалось. Очередное испытание выявило лишь одну маленькую протечку, которая была быстро устранена. Настроение к этому моменту у меня уже было не самое радужное — оптимизм по поводу прочности швов несколько угас. Поэтому проверять панель на повышенное давление я не стал, чтобы не расстраиваться еще больше.
Не прибавило мне оптимизма также и испытание пустой панели на ярком солнце. Меньше чем за минуту коллектор нагрелся до такого состояния, что стало больно к нему прикасаться. Клей на швах на солнечной стороне также очень быстро размягчился. Понятное дело, что ни о какой прочности шва в такой ситуации речи быть не может. Если в рабочем режиме вода в коллекторе будет нагреваться до такой же высокой температуры или будет нарушена циркуляция, скорей всего швы не выдержат. Тут, видимо, надо брать какой-то более тугоплавкий термоклей.
Ну да ладно. Я на все эти неудачи махнул рукой — все таки это эксперимент. Решил довести сборку солнечного коллектора до конца. А если не получится, разберу и буду делать коллектор по другой схеме.
Дальше сборка собственно весьма проста. На трубы я одел изолятор из вспененного полиэтилена:
Под панель коллектора положил лист обычного пенопласта толщиной 5 см. А сверху все это накрыл еще одним листом прозрачного поликарбоната. Поликарбонат был немного шире, поэтому края я просто загнул и впоследствии прикрутил к пенопласту шурупами 🙂
Для изготовления рамы я использовал металлический профиль для гипсокартона. Профиль выбирал исходя из предполагаемых размеров «сандвича» солнечного коллектора. У меня профиль то ли 70х30, то ли 70х40, но как оказалось, можно было брать чуть больше, например 70х70.
В профиле самым бесцеремонным образом были вырезаны отверстия для вывода наружу точек подключения солнечного коллектора.
Немного неаккуратно, но те ножницы по металлу, которые оказались у меня под рукой, иначе сделать просто не позволяли 🙂
Сборка рамки производилась на шурупы, которые предназначены для скрепления таких металлических профилей. В результате получилось такое вот изделие.
Как видно на фото, мне пришлось дополнительно «стянуть» горизонтальные участки рамки между собой. Без этой стяжки они не хотели держать форму. Все таки для рамы был выбран слишком тонкий металлический профиль большой длины.
А вот как коллектор выглядит с обратной стороны.
На двух последних фотографиях коллектор показан на «испытательном стенде» Он был полностью заполнен водой и простоял так около часа. Протечек ни где не обнаружилось. Это обнадеживает.
Посмотрим как он покажет себя после подключения в реальных рабочих условиях.
Вот молодца! А он расчитан на работу под давлением или как?????…..
Читаем внимательно! Нет, не расчитан.
Уже понял… Ну, что работает????
На текущий момент коллектор еще не установлен. Доделываем на даче всю остальную «обвязку» — водопроводные трубы, накопительные баки и пр. Когда поставлю и испытаю в рабочих условиях, тогда обязательно опубликую следующую статью. Публикация будет независимо от результатов — будут они положительные или отрицательные.
Пластик под солнцем и при большой температуре быстро (5-7 лет) развалится. Всё самое неприятное для полипропилена (высокая температура, воздух, свет) присутствует одновременно.
Поликарбонат поустойчивее, он лет 10-15 протянет, но и подороже.
Всё-таки под прямые солнечные лучи лучше металл подставлять, как в промышленных образцах. Алюминий — он и тепло проводит лучше.
http://idejuvejai.blogspot.com/2011/04/absorberio-ploksteliu-kniedijimas.html
Ну не томи, пиши, чего дальше было?!!
Да ничего пока не было.
За время моего отсутствия на даче коллектор пару раз «уронили» и он дал неслабую течь. Швы оказались очень хрупкими. Пытаюсь придумать как же это исправить, но уже склоняюсь к мысли о полной переделке.
Добрый день, собираюсь построить дом и южный склон покрыть поликарбонатом, под ним медные трубки, мдф окрашеный в черный цвет + утеплитель, приблезительная площадь 50м2, как подсчитать мощность выдаваемого данным коллектором?
Возьмите вместо МДФ зачерненный листовой алюминий — это значительно повысит эффективность коллектора.
Думаю, что в солнечную погоду мощность будет достигать 20-40 кВт, в зависимости от угла падения солнечного света.
Предлагаю дальнейшее обсуждение общих вопросов построения солнечных энергетических систем перенести на новый форум — http://solarbay.ru/
С большим интересом прочитал эксперименты по использованию поликарбоната в качестве
водонагревателя.Весной довелось держать его в руках \собирал теплицу…\сохранились остатки — будет с чем начать эксперименты. И,появились идеи,по-моему, достойные внимания.Вобщем прошу рассмотреть. Суть идеи: вода в системе будет двигаться,образно говоря, по синусоиде…\меандру\.Многократно удлиняется путь и… как следствие-заметно болееповышенная температура воды на выходе.
ПВХ трубка стыкуется не по всей длине торца листа поликарбоната, а только,например,с крайними 10-ю каналами на входе и выходе.11-й канал-частично удалить и заглушить \ Сверху только заглушить ниже перемычки\. Далее на др. стороне\в верх части листа\
необходимо «Перемкнуть» уже 1-21 каналы между собой. Направить поток воды вниз.
И,теперь уже в нижней части листа-«Перемкнуть» 12-33 каналы \22-й канал неиспольз.-заглушается\.И т.д.
«Перемкнуть»-подразумеваю — заглушить торцы каналов,предварительно разрушив внутренние перегородки \на протяж.2-3см,а также заглушить средний канал,разделяющий потоки вверх и вниз. Внутр.перегородки не сложно частично удалить боковым сверлением \постараться удалить стружки\.А может,удобно будет,выплавить тем же паяльником с длинным «Жалом».
Иметь ввиду что чем ближе к перегородке между потоками — тем больше надо отверстий…
Основное преимущество вижу в отсутствии необходимости стыковки ПВХ-трубки на очень большой длине. Т.е. проще в изготовлении. И,что-то подсказывает,температура на выходе
должна получиться больше.Хотя, чисто теоретически,при равных исходных данных, собирается одинаковае количество тепла.(Я сравниваю с уже опробованным В.Г. проектом.)
Так ли это?
Как ориентировать Ось синусоиды?\гориз-вертик\,будет ли вода идти самотёком или понадобится для прокачки насосик-это пока мало существенные детали.
Поликорбанат использовать тёмного цвета и как-то обеспечить теплоизоляцию от ветра.Тёмный 2-х слойный думаю негодится -те же потери тепла от ветра.Разве что
Тёмный-рабочий лист накрывать сверху уже прозрачным листом поликорбаната.
Прошу высказаться с критикой, дополнениями -словом обсудить…время до сезона очень много.
Вспоминаю как ровно год назад заинтересовался и реализовал к весне солнечную батарею благодаря Автору и активным участникам сайта. И сейчас рассчитываю на вашу помощь. Спасибо.
Движение воды по змейке будет очень затруднено из-за значительно увеличивающегося сопротивления потоку жидкости. Из-за этого сопротивления термосифонный эффект почти не будет работать — придется ставить насос.
Кстати, объем работы по изготовлению такого коллектора будет гораздо больше — надо будет герметизировать много мелких стыков, вместо нескольких длинных швов.
выкинь термоклей, не подойдет он, возьми прозрачный автомобильный герметик…
дай ему высохнуть, часа 2, потом зубами не оторвешь.
да и думаю давление держать будет.
у меня фара собрана на герметике. там температура намного выше…
далее…
воду прогоняй оч медленно, можно каким-нибудь очень слабеньким насосом.
не жди пока появится естественная конвекция…
имхо
и все у тебя получится!!!
На том же аукционе полно безколлекторных 12в насосов (20-30USD).
Изменить сечение — тоже не проблема- просто изменить кол-во каналов в попутном направлении.Или перейти на более «Толстый» поликарбонат.
Вообще-то наличие насоса добавит огромные возможности для автоматизации. Изменяя производительность насоса — меняем темп.воды
Или например добавить ещё 3-х ходовой клапан и контроллер.
Тогда система позволит в пасмурный день часть тёплой воды с выхода подать снова на вход.Вода получится ещё более горячей! … но это другая тема и вовсе не фантастика.
Из намеченного для реализации наиболее трудным представляется надёжная стыковка с Вх\Вых патрубком.( Но это уже описано- как сделать).Потом- проделка боковых отверстий.И самое лёгкое — герметизация торцов.Каплю -другую герметика в каждый канал.Сверху можно для надёжности пластиковый П-профиль.
для систем с подкачкой воды принудительно, рекомендую использовать самодельный насос с ветроприводом , тело насоса можно взять от старой стиральной машины (насос слива), удалив электропривод приделываем вертикальные лопасти (ротор Савониуса) хорошо подходят лопасти изготовленные из половинок канализационной трубы 200 мм. и высотой 1 метр
Ставить ветряк для привода насоса солнечного коллектора я бы не советовал. Чаще всего бывают ситуации, когда солнце есть, а ветра нет, или наоборот — есть ветер, но солнце скрыто. В первом случае теплоноситель не будет циркулировать и коллектор перегреется, а во втором — ненужная циркуляция теплоносителя приведет к остыванию накопительного бака.
Если и снабжать солнечный коллектор насосом с автономным питанием, то только на солнечных батареях. При чем мощность солнечной батареи надо подбирать так, чтобы при ярком солнце насос крутился (как-раз в то время, когда коллектор хорошо нагревается), а в пасмурные промежутки — останавливался.
День добрый. Хотел бы узнать, на какой стадии совершенства находится Ваш коллектор. И до каких температур возможно разогреть теплоноситель (и при каких температурах наружного воздуха). Да, и насос на двигателе Стирлинга не продумывали в данном варианте ( на мой взгляд идеальный вариант).
автору за творческо-конструкторское рвение конечно респект, но даже на вскидку конструкция не выдерживает критики.
термо клей имеет 2 недостатка низкую температуру плавления и хрупкость при низких температурах, хотя конечно работать с ним одно удовольствие и прилипает он довольно хорошо. как замел один из комментаторов пластик действительно плохо переносит высокие температуры (легко получаемые от прямых солнечных лучей), после которых некоторые виды пластиков становятся очень хрупкими 🙁
для солнечного коллектора можно использовать обычные металлические трубы малого диаметра лучше оцинковку.
принцип тот же, вертикальный ряд мелких труб (0,5″), на торцах объединены между собой трубой либо большего диаметра (3/4″) но можно и 0,5″ соединение — сварка, более трудозатратный резьбовой (ну по вкусу) окраска в черный цвет обязательна.
вход холодной воды — низ с одной стороны, выход нагретой верх с другой стороны (т.е. разнесены по диагонали)
такой коллектор не боится высоких температур, устойчив к высокому давлению, высокий КПД
недостаток — масса 🙂
не лишним будет утеплить (пенопласт + отражатель задняя стенка и одно-двухслойный)
размещать на крыше 🙂
еще вариант солнечного коллектора это простой запаянный бак с разнесенными входом и выходом опять же покрашенный в черный цвет. два в одном и коллектор и накопитель в одном флаконе 🙂
Во-во.. Именно это и было весь прошлый сезон-Черная бочка на постаменте.Сам раза 3 пользовался-всё лето колодец копал-запарился.А женщины так и не рискнули воспользоватся
таким «Сервисом». Крыши добротной пока нет.Но впереди тяжкие труды созидания с большими финансовыми затратами.Поэтому и хотелось бы сделать малозатратную конструкцию ,на ближайшие 3-5 лет.
Использование поликарбоната-гениальное решение.Дальнейшее развитие идеи на мой взгляд я думаю такое: циркуляция через теплоизолированный бак-накопитель (например бак от стиралки ,(можно для увеличения объёма соединенные два вместе) при помощи маломощного циркуляционного насоса подкрашенного антифриза (убиваются два зайца: низкое давление в системе, работа в любых метеоусловиях).В бак вставлен теплообменник – радиатор от автомобиля или радиаторы от холодильных установок (старых кондиционеров, сплит-систем, прилавков и т.д.), через который проходит вода под высоким рабочим давлением , и может использоваться как гор. водоснабжение так и предварительный нагрев на отопление. Чем больше проходное сечение трубок радиатора, тем больше можно получить расхода подогретой воды.
А что, если сварить коллектор из металла? Необходимой площади и толщины, без разделения внутри на «трубки». Предполагаю, должен работать. И легко обеспечить герметизацию.
Расходы, конечно, несколько выше. Но надёжнее.
Форма, например, ромбовидная. Снизу — подводящий шланг, в наивысшей точке — отбор подогретой солнцем воды.
Знатоки, покритикуйте пожалуйста.
Вы имеете ввиду взять два плоских листа металла и сварить их по периметру, получив плоский коллектор? Эта идея жизреспособна, только давление воды может выдавить эти листы — надует такую конструкцию. Чтобы этого не произошло, листы надо скрепить в нескольких точках (чем больше тем лучше) по всей площади.
А что критиковать, смотрите фильм, как такое сделали в Грузии: http://www.youtube.com/watch?v=Y8kYlk7GcUU
От себя добавлю, что я бы дополнительно коллектор в короб под стекло спрятал. Но это Грузия, там тепло 🙂
Просто взять старую плоскую (стальную) батарею, покрасить, положить в теплоизолированный ящик, накрыть стеклом. И вот оно счастье… Прикрутил подводку и готово….
Идея достойна воплощения, более того, она неоднократно уже реализована. Проблема этой конструкции в том, что она получается очень тяжелой. А еще у нее будет большая инерционность за счет большого объема воды в радиаторе и низкой теплопроводности стали, из которой эти радиаторы делают.
Хочу зробити такий колектор для нагрівання води для літнього душу, і зацікавився самою першою Вашою ідеєю «змеевик из черного шланга» Що ви ще зараз про нього думаєте?
Бо думав купляти мідну трубу 5/8 6м і робити змійовик, але прочитав про шланг і припало більше до душі бо він дешевший.
А что , у пластика теплопроводность выше чем у металла?, а так же в плоском радиаторе каналы образуются за счет выштамповки. Так что объем воды в радиаторе совсем не большой, а вот площадь поверхности приличная.
Теплопроводность стенок солнечного коллектора зависит не только от типа материала, но еще и от толщины. Толстая сталь может хуже проводить тепло, чем тонкий пластик — это надо проверять.
С радиатором возиться меньше придется. А то свой СК на поликарбонате я так до ума и не довел.
Спасибо за статью, очень интересно. Жаль что нет логического конца всей этой истории?
Я как-то демонтировал отслуживший поликарбонат — он был весь в дырочках — как можно предположить от воздействия солнца через капли воды, превратившихся в линзы.
Так же жду описания результатов этого эксперимента, хотя и крайне пессимистично смотрю на использование таких материалов, которые применяет Виталий. Думаю, что он все-таки придет к использованию металла в коллекторе, если, конечно, раньше не придет в выводу, что все-таки дешевле сразу платить за горячую воду и газ, чем за пластики, клей и проч. 🙂
И все же, удачи в экспериментах!
В качестве солнечного коллектора предлагаю использовать обыкновенный плоский панельный радиатор отопления. У меня такие дома стоят.Это конструкция из двух сваренных профилированных стальных листов. Размеры на любой вкус. И не надо ничего выдумывать. Там и патрубки для подключения воды есть резьбовые и кран маевского и давление они выдерживают аж 4 атм.Нужно только покрыть светопоглощающим материалом , но не краской мазать. и теплоизолировать . Вот и вся проблема.
Можно по длине, в нескольких местах, трубы стянуть нержавеющими болтами посаженными на герметик. Это значительно снизит нагрузку на клей. Так как при давлении воды труба с пропилом просто разворачивается.
ну как вы доделали солнечный коллектор . можно такое использовать зимой заполнив его тосолом?