Тестовый солнечный коллектор (v.3.0)

Намучившись со сборкой солнечного коллектора из ПВХ профиля, я стал искать другие варианты. В голову пришла идея использовать полиэтиленовую пленку. Полиэтилен — материал достаточно прочный, чтобы выдержать давление при небольшом перепаде воды. Вот я и решил его опробовать. Всего-то и нужно, сделать закрытую емкость с вертикальными каналами и с отводами для труб сверху и снизу.

Схема коллектора из полиэтилена

Теперь подробнее о том, как же это сделать. Помните как в советские времена все ремонтировали полиэтиленовые пакеты? Проглаживали утюгом, через тугоплавкую пленку. Так же решил поступить и я.

В хозяйственном магазине был куплен полиэтиленовый мешок для засолки. Емкость, литров наверное 50-70. Стоимость: меньше 1$.

Полиэтиленовый мешок

Для пайки полиэтилена нужна термостойкая пленка. Для этих целей отлично подходит пленка, применяемая для запекания продуктов в духовке. Мне попался «рукав для запекания» украинского производства.

Рукав для запекания - термостойкая пленка

Вот как она выглядит (тонкая и шуршащая 🙂 )

Термостойкая пленка

Для формирования каналов коллектора я сначала использовал металлическую трубку, а для пайки — утюг.

Первый шов

Шов получался неровный, выдерживать температуру и необходимое давление с утюгом весьма проблематично. В результате у меня образовался вот такой вот неровный «надувной матрас» 🙂

Ну прямо надувной матрас

Водные испытания показали наличие огромного количества мелких дыр. Дыры образовались в местах пайки из-за слишком сильного давления утюгом — расплавленный полиэтилен просто расползался. Около часа я пытался запаять все дыры — безрезультатно. В результате, первое изделие было просто выброшено в мусорное ведро.

Вторую попытку я предпринял через пару дней, приехав на дачу, когда у меня в руках оказался один чудо-прибор. Советским людям надо было чинить полиэтиленовые пакеты, вот промышленность и выпустила для этого специальное устройство, чтобы люди утюги почем зря не гоняли

Устройство для запаивания полиэтилена

В дело пошла вторая половина мешка. Но на этот раз я не стал подкладывать никаких трубок — каналы сформируются сами, главное сделать ровные параллельные швы. Паять я начал, не дождавшись, пока эта шайтан-машина разогреется на полную катушку — решил попробовать паять без пленки. Шов получился ровнее.

Шов от паяльной машины

Но потом машинка разогрелась, и стала плавить полиэтилен так сильно, что он прилипал к жалу, плавился быстро и насквозь. Термостойкую пленку я забыл дома. Поэтому  на даче пришлось использовать в качестве прокладки обычную газету. Контролировать ровность шва и степень плавки полиэтилена через непрозрачный материал стало сложнее. К тому же, газетная бумага всегда прилипает к месту пайки. Но на функционирование это не должно было повлиять. Швы получались такие.

Швы, сделанные через газету

А вот и готовое изделие «надувной матрас №2»

Спаяный из полиэтилена коллектор

Проведенные испытания выявили некоторое количество протечек. Проблема старая — из-за сильного давления при пайке, пленка в некоторых местах проплавилась насквозь. Но т.к. дырок было немного, их удалось быстро запаять.

Приступаем к сборке.

Сборка солнечного коллектора из полиэтиленовой пленки

Основу для солнечного коллектора (коробку со оргстеклом) я оставил от предыдущей конструкции. Просто срезал змеевик из шланга (на окрашенном в черный цвет утеплителе остался след от змеевика). Подводящие трубы тоже остались старыми — из ПВХ-шланга.

Бак для воды тоже остался прежний — емкость 17 литров.

Бак-накопитель для солнечного коллектора

Только на этот раз я решил его утеплить, чтобы минимизировать остывание воды.

Утепленный бак-накопитель

Готовый коллектор в сборе на «тестовом стенде» 🙂

Тестовый солнечный коллектор из полиэтиленовой пленки

Как видите, конструкция не сложная, сборка вроде тоже не слишком трудная, а стоимость — предельно низкая. Это есть хорошо.

Ну а теперь о грустном.

При заполнении этого солнечного коллектора водой, вылезла главная проблема полиэтилена — низкая прочность. На месте соединения полиэтиленового «матраса» со шлангами шов делает поворот на 90 градусов. Это оказалось слабым местом — в этой точке полиэтилен просто порвался из-за давления воды, хотя высота водного столба была не очень большой — около 1,2-1,3 м. В месте разрыва пошла течь и эксперимент на этом закончился.

Течь в месте разрыва полиэтилена

Таким же слабым местом полиэтиленового коллектора являются точки окончания швов, формирующих вертикальные каналы. В этих точках из-за давления воды также произошло несколько разрывов.

Чинить это изделие я не стал, а через неделю просто сделал новое. При пайке третьего варианта коллектора я учел все ошибки. Выход на подводящие трубки усилил двойным слоем полиэтилена, сделал скругленный шов, точки окончания вертикальных швов  расширил и придал им плавную каплевидную форму. При пайке действовал максимально осторожно, чтобы не передавить швы.

Но ничего не помогло. При проведении испытаний, давление водного столба порвало коллектор в нескольких местах.

Вывод из всего вышеизложенного такой: для изготовления солнечного коллектора полиэтилен не подходит, либо надо брать более толстую пленку и паять ее на промышленном оборудовании с контролем давления и температуры.



28 Comments »

  • Виктор:

    а если взять готовый китайский надувной матрас???

  • Идея неплохая, но надо будет очень хорошо герметизировать подводящие/отводящие трубки.

  • Sergei-555:

    с пленкой ни че не получиться!!!
    и если учесть что ты тест проводишь летом и на жаре и все работает, то при низкой температуре и слабом солнце ни какого толка от этой конструкции не будет!!! 🙁

    а ведь смысл коллектора греть воду в отсутсвие тепла и обогревателя электрического!!! 😉

    переходи на металические тубки!!!
    и судя по фото у тя там применен 3 милиметровый утеплитель — подложка под ламинат. Она плохая и её даже под ламинат лучше не стелить.

  • Санек:

    Очень интересно.
    Я бы попробовал не паять каналы, а заполнить пакет целиком водой, и прижать сверху стеклом, чтобы толщина пакета была 1-5см.(чем толще, тем больше вероятность что пакет протечет)
    При этом вода в пакете будет сама циркулировать, и шланг с холодной водой можно переделать наверх, на 10 см ниже, чем отводящий горячую воду, но с другого боку, как в начальной конструкции.
    Ты уже использовал оргстекло? Тогда попробуй прижать пакет посильнее. Я бы сам поэкспериментировал ;), но сейчас далеко от дома

  • Gonjashy teljat:

    Если мешок с водой сжимать стеклом, то тепло от мешка будет через стекло же и рассеиваться. Нужен воздушный зазор. А чтобы мешок не стал пузырём, его на ячейки Sergei-555 и догадался поделить. Но по инерции от предыдущих экспериментов затеял змеевик, а лучше бы просто перегородки проварить, наподобие чугунных батарей отопления. Плёнку без дыр и через газету проваривать можно — но надо приноровиться. Как вариант экспериментов с дешёвыми материалами, могу предложить пластиковые бутылки. Даже лёжа на земле с холодной родниковой водой, и в неособо солнечный день, за несколько часов они эту воду хорошо нагревают.

  • Dutchman:

    А зачем????
    Берем лист сотового полипропилена (не путать с поликарбонатом)нужного размера. Черного. Берем две полипропиленовых трубы для водопровода. Делаем в трубах пропилы с толщиной, равной толщине листа. Вставляем в пропилы в трубах лист «дырочками вовнутрь» и герметизируем это дело термоклеем. Для красоты шов можно прогреть малярным феном. Собираем всю конструкцию. Должен получиться такой бутерброд: фанера — пенопласт — фольга — коллектор из сотового полипропилена — покрытие из сотового поликарбоната. На пенопласт подложки по краям клятся бортики из того же пенопласта нужной высоты. На них уже клеится поликарбонат. Весь пакет укладывается в рамку из оцинкованного профиля для гипсокартонных конструкций, герметизируется, грунтуется, окрашивается. Выходы трубок можно оконечить соответствующими фитингами. Стоимость конструкции — копейки. Если буду в ближайшее время на даче — сфотографирую.
    ЗЫ: Если нет поликарбоната — возмите пластиковые стеновые панели. Они-то уж точно есть в любом строительном магазине. Да и все остальные материалы вполне заменимы.

    • Romul7771:

      Летом как раз планирую сделать подобное: основа — лист сотового поликарбоната(ок 1м x 1м) 10 мм,лицевую стенку которого после сборки окрасить чёрной матовой нитрокраской из баллончика.Полипропиленовые трубы не просто пропилить,а сформировать из них профиль с плоскими площадками для надёжного долговечного крепления,клеить планирую суперклеем — мёртво клеит поликарбонат. Лицевая теплоизоляция — сотовый поликарбонат 4 мм + воздушная прослойка, приклеенный через равномерно распределённые кусочки того же сотового ПК к основе тем же суперклеем. Теплоизоляция с обратной стороны: к основе примыкает ламинатная подстилка(вспененный ПЭ) + алюм.фольга + лист пенопласта 50мм толщ. Герметизирую тканью,пропитанной эпоксидкой, укладываю в форму (наверное деревянную) .Собираю таких панелей штук 6, запараллеливаю их верхние и нижние выводы на общую верхнюю и нижнюю ПП трубы,которые затем замыкаю через радиатор в закрытый контур.Теплоноситель — тосол, радиатор в утеплённом баке (ок 1 м3 )с водой на чердаке. + мелочи типа запорного клапана в контуре и поплавкового клапана для подачи воды в бак.Надеюсь,что обойдётся без принудительной циркуляции воды(хотя и не исключаю) и защиты от перегрева летом. Основная цель системы — экономия на отоплении зимой.

      • Я этим летом начал собирать СК на сотовом поликарбонате. Не успел пока закончить, поэтому на сайте и не выкладывал статью.
        Но пару советов вам по вашей задумке дать уже могу, если позволите:
        1) Не берите для рабочей части панели толщиной 10 мм. Берите минимальную толщину — у меня 4 мм. Это позволит уменьшить объем рабочей части СК, что приведет к снижению его веса в заполненном виде (меньше нагрузка), а также уменьшит инерционность. Меньший объем теплоносителя будет быстрее нагреваться до более высокой температуры и создавать более сильный термосифонный эффект.
        2) Не берите для рабочей части прозрачный материал с прицелом на последующую его покраску. Я так сделал — получается плохо. На панель 2х1 метра ушло 2 баллончика краски, но все-равно прокрасить все не удалось. На просвет видны плохо закрашенные участки. Поэтому я рекомендую сразу брать черный поликарбонат для рабочей части.
        3) Не используйте «Суперклей». Если я правильно понял, то речь идет о цианакрилатном клее, который продается в маленьких тюбиках под маркой «Суперклей». Этот клей ядовит и я сомневаюсь, что он будет нормально держать в условиях постоянного смачивания водой или тосолом, да еще и при постоянном нагревании/остывании и под ультрафиолетом.

        • Romul7771:

          Спасибо за советы. Выскажу свои соображения(за их достоверность не ручаюсь)
          1)…4мм вместо 10мм даст их внутр. объём на 1м2 площ. примерно 3л против 9л — несомненный выигрыш в весе и расходах на антифриз, но 4мм ПК — очень хлипкий,нежёсткий материал и на изгиб и на сжатие. В связи с чем предполагаю проблемы в надёжном герметичном соединении с верхней и нижней трубками.Особенно учитывая давление и перепады температур. Именно надёжность этого соединения считаю слабым местом конструкции. Далее,проводимость каналов в 4мм на порядок меньше,чем в 10мм, что замедлит поток и теплообмен, повысит средн. темп-ру панели и соотв-но теплопотери в окр.среду, снизит КПД. И термосифонный эффект будет зависить не просто от темп-ры,а от произведения разности темп-р на входе и выходе СК на поток теплоносителя.Мощность солн.потока в обоих случаях одинаковая, а по остальным пораметрам( проводимость и теплопотери) 4мм проигрывает 10мм в пользу ТФ эффекта.
          2) Насчёт чёрного ПК согласен,если достану — буду делать из него, тем более краска со временем наверняка выгорит.
          3) Чем клеить — ключевой момент. Цианокрилатный клей по моему опыту вроде как даже растворяет ПК. И соединение ПК-ПК получается мертвым. После засыхания его токсичность равна 0, да мне она и не важна.Надёжность соединения при деформациях не знаю,может лучше подойдёт что-то упруго-эластичное.Видел на Ибэе силикон для ПК, недёшево и не знаю насколько надёжно.Короче,надо ещё искать инфу и экспериментировать.

          • Romul7771:

            Подумал,и пришла ещё идея, вместо трубок взять полоску монолитного ПК 2-3 мм толщиной, строительным феном сформировать с помощью трубки омега-образный профиль и склеить его суперклеем с сотовым ПК.

  • Все правильно! До тех же мыслей и материалов я додумался в процессе копания темы. На практике реализовывать не пробовал по причине зимы на дворе 🙂 Начнется дачный сезон — опробую.

    У меня есть только одно сомнение — как поведет себя сотовый полипропилен (почему кстати нельзя поликарбонат?) при высокой температуре и небольшом давлении воды?

    • zarhey:

      на днях пробовал прогреть сотовый поликарбонат строительным феном, ведёт себя в точности как орг стекло. Очень жёсткий и прочный материал. Мож из за запаха воды не нюхал пока.

  • Михаил Щербина ProFiLeR:

    Берем орг стекло делаем 2 квадрата одного размера и 4 полосы из орг стекла.
    при этом в верхних и нижних полосах сделать дыры для входа и выхода воды
    Склеиваем орг стекло так:
    1.берем 1-ый квадрат, сверху, снизу, слева и справа ставим полосы из орг стекла.
    2.герметизируем орг стекло эпоксидной смолой
    3.клеим на заднюю часть(снаружи)черный лист бумаги или красим ее в черный цвет
    4.прикручиваем трубы только к выходу и входу (внутри труб нету)
    5.клеим заднюю часть на эпокс
    пример
    htt p://s59.radikal.ru/i166/1002/79/3f13a927b30b.gif

  • Беспаленко Виталий Иванович:

    Не мучайтесь. Возьмите лист прозрачного поликарбоната, две полипропиленовых трубы пропиленных вдоль. Вставьте поликарбонат
    в пропилы, загерметизируйте стыки, заглушите по одному концу труб,
    а к другим приварите штуцера под шланг.
    Дальше, надеюсь, понятно?

  • Беспаленко Виталий Иванович:

    P.S. Забыл уточнить. Поликарбонат сотовый 4 мм.

  • Dutchman:

    Преимущества сотового полипропилена:
    1. Он уже бывает черный (может и поликарбонат бывает, не видел)
    2. Раз уж берем полипропиленовые трубы, то их лучше стыковать с чем-то полипропиленовым ))). Кроме того, термоклей бывает тоже на основе полипропилена. Поэтому меньше вероятность разгерметизации стыка из за разности тепловых расширений отдельных узлов теплоприемника.
    ЗЫ: Термоклеи бывают с разными температурами плавления. Выбирать нужно самый тугоплавкий. Это для того, чтобы швы при температуре в 70 градусов не потекли. И еще! Нив коем случае нельзя оставлять систему без воды. И желательно организовать защиту от перегрева

  • Евгенимй:

    А можно вообще не парится) Взяь полиэтиленовую трубу для летнего водопровода — 10 руб/м (она чёрная и вода в ней нагревается градусов до 80 даже когда она просто лежит на земле) изогнуть змеевиком (проггреть на месте сгиба строительным феном) на концы накрутить 2 муфты под резбу — 15 руб/шт.

  • EPetkov:

    Идея не плохоя, но полиетилен ПЕ неподходящии полимер для сол. колекторов.
    ПЕ быистра деградировот под давление солньце. Употребляйте черный с адитивом для UV.
    PE HD полиетилен и черные так избегаете появление микроорганизмов.

  • Евгений:

    Я бы попробывал зделать коллектор из обычной чугунной батареи. Закинул ее на крышу, выкрасил в черн цвет, защитил от ветра (сверху стекло, сбоков пенопласт), подсоединил шланги, слабый вод. насос и готово.

    • Думаю, что такое решение будет не намного эффективнее обычной бочки.

    • Сергей:

      Мне тоже пришлось озадачиться нагревом воды летом для душа из готовых элементов.. Пошёл по пути изготовления из металла.. пластика в то время не было. Накопитель-бочка 200л пропаренная паром в котельной 15 минут.. Панели из стальных тонкостенных батарей отопления..В них штампованные каналы змеевиком. И что самое главное их выбрасывают и заменяют чугунными.. Мне достались 2 шт бесплатно списанные новые. И две панели греют бочку в 200л без теплоизоляции так, что к вечеру второго дня нагревания холодная вода нагревается до температуры, при которой невозможно мыться без смесителя с холодной водой.. Вся система стоит под давлением летнего водопровода c весны до осени уже лет 25.. Вот как-то так..

  • сергей:

    как насчёт такой конструкции два стекла между ними вставки из стекла 10мм столбики распологаем по поверхности стекла через герметик клеем второе по краям вставки ез стекла получиться стеклопакет выкачиваем воздух и готова панель в нутрь помещаем лист оцинковки поверх змеевик из медной трубки и гоняем воду или тосол в накопительный бак

    • Почему бы и нет. Если вам не лень заниматься склеиванием стекла и пр, то такой коллектор тоже будет вполне эффективен.
      В принципе, можно обойтись и без откачивания воздуха — вакуум в такой самодельной конструкции будет сложно поддерживать.

  • Данна:

    Уважаемые умельцы!

    Команду нашего проекта — документального фильма под названием «Альтернативные источники энергии» ( канал «Россия 2» медиахолдинга ВГТРК) заинтересовал Ваш форум, благодаря которому каждый имеет возможность изготовить солнечную установку. На наш взгляд, на сегодняшний день, когда государство в меньшей степени уделяет внимание такой перспективной отрасли , Вы вносите огромный вклад в развитие области, за которой будет будущее нашей страны.
    Мы были бы Вам очень признательны, если бы кто-либо из Вас откликнулся на нашу просьбу и согласился выступить в роли эксперта в нашем фильме — поделилиться с нашей многомиллионной аудиторией Вашими знаниями.
    Надеемся на дальнейшее сотрудничество.
    Пожалуйста, свяжитесь со мной по адресу darya_tatarkova [at] mail [dot] ru

  • savoy:

    мысль не плохая, я бы сделал гребенку из паяных пластиковых труб снизу и сверху и запаял их в матрас

RSS feed for comments on this post. TrackBack URL


Комментировать Павел

*