Самодельный солнечный коллектор (часть 2)
Продолжаю описание процесса изготовления самодельного солнечного коллектора из сотового поликарбоната, начатое в прошлом посте.
Начинаем сборку коллектора. Надо сделать продольный разрез в подающей и отводящей трубе. В этот разрез будет вставлен лист сотового поликарбоната. Вода будет поступать из нижней трубы в каналы этого листа, там она будет нагреваться солнцем и под действием термосифонного эффекта подниматься вверх. Нагретая вода отводится через верхнюю трубу.
Должно получиться примерно так:
Чтобы сделать продольный разрез в трубе я использовал обычную дрель с насадкой в виде дисковой пилы. Может также использоваться углошлифовальная машинка (болгарка), но у меня ее просто не было под рукой.
Сначала я пробовал сделать пропил, удерживая трубу руками, но это оказалось практически невозможно сделать. Труба скользит в руках и постоянно дергается из-за усилий, создаваемых пилой. Я помучился минут 5, пропилив за это время всего сантиметров 10-15. Пропил получился неровный, а учитывая, что мне суммарно надо пропилить 4 метра (две трубы по 2 метра), пришлось что-то придумывать.
Зажимать тонкостенные трубы из ПВХ в тиски — это плохая идея. Поэтому был придуман и на скорую руку собран простейший зажим из двух реек и обрывков веревки.
На этой фотке также видно низкое качество пропила, полученное при удержании трубы вручную.
С этой приспособой работа пошла гораздо быстрее. Две трубы удалось пропилить минут за 5.
Качество пропила тоже получилось вполне удовлетворительным. Видно, что он гораздо ровнее, по сравнению с пропилом, который делался когда трубу держали руками.
Длина пропила должна точно соответствовать ширине рабочей части будущего солнечного коллектора. В моем случае это чуть меньше 2 метров. Начало и конец трубы должны оставаться нетронутыми, чтобы в будущем их можно было использовать для подключения или заглушить.
Что надо делать дальше, думаю, всем понятно. Надо вставить лист сотового поликарбоната в этот пропил. Но тут есть одна сложность. Из-за внутреннего напряжения в пластике пропил в трубе просто «схлопнулся» почти по всей длине. Это видно на фотке. Вставить лист в такую щель оказалось сложно. Можно было бы ее расширить, чтобы даже после этого схлопывания у нас осталась ширина 4 мм, но я решил этого не делать. Расширяя пропил мы уменьшим диаметр трубы в средней части. А если оставить все как есть, то силы внутреннего напряжения в пластике будут компенсировать небольшое давление внутри коллектора. Также благодаря этому труба будет крепче держаться за лист.
Чтобы загнать лист поликарбоната в пропил в трубе я просто разрезал конец трубы канцелярским ножом:
А потом через этот разрез просто «натянул» трубу на лист.
Далее нужно выполнить небольшую подгонку. Основная задача в том, чтобы труба оставалась прямой, а сотовый поликарбонат не заходил в трубу слишком глубоко. Вот что у меня получилось (это не свет в конце тоннеля, это свет в конце трубы 🙂 )
Кстати, перед надеванием трубы я рекомендую заранее обработать лист поликарбоната наждачной бумагой. За шершавую поверхность будет лучше держаться герметик. Для лучшего сцепления при склеивании надо также и обезжирить место будущего стыка.
Еще на фотках видно, что листы сотового поликарбоната с обеих сторон затянуты защитной пленкой. Я решил ее не снимать, чтобы предохранить их от повреждения и загрязнения. Сниму перед самой покраской.
Теперь приступаем к одному из самых ответственных этапов сборки солнечного коллектора. Надо герметизировать стык рабочей поверхности с трубами. Умельцы с западных сайтов используют для этого разные силиконовые герметики, но у меня, если честно, есть большие сомнения в прочности такого соединения. Мой коллектор хоть и не будет испытывать на себе давление магистрального водопровода, но все-таки мне хотелось бы быть уверенным в том, что он не протечет. Тем более, что я уже экспериментировал с разными герметиками.
В итоге, для склеивания и герметизации солнечного коллектора я выбрал термоклей. Купил клеевой термопистолет, палочки клея для пластика и вперед.
Процесс герметизации оказался на удивление прост. Правда вот расход клеевых стержней мог бы быть и поменьше. Просто я не жалел клея. Проходил по стыкам в два захода. Сначала старался загнать расплавленный термоклей в стык, чтобы он заполнил собой все щели, а вторым заходом формировал ровный наружный шов, который будет держать нагрузку. На торцах клей тоже не экономил.
Поначалу у меня были сомнения — будет ли термоклей хорошо держать соединение ПВХ с поликарбонатом. Поэтому, чтобы проверить, я сначала приклеил небольшой кусочек поликарбоната к ПВХ-трубе. Скажу вам честно — потом еле отодрал. Теперь главное мое сомнение — не будет ли термоклей размягчаться при нагревании коллектора 🙂
Следующим этапом у меня будет покраска. Для лучшего поглощения солнечной энергии я решил покрасить коллектор обычной матовой краской из баллончика.
К сожалению, этот метод не идеален. Краска ложиться неровно, остаются плохо прокрашенные участки. К тому же, одного баллончика (правда неполного) мне на 2 кв.м поверхности не хватило. В последствии пришлось докупать еще один баллончик краски. Она оказалась на базе другого растворителя, поэтому при нанесении второго слоя для плотного закрашивания, она начала коробить старую краску. Короче, результат получился не очень хороший.
Поэтому, если вы хотите избежать лишних проблем с закрашиванием солнечного коллектора, лучше в качестве материала рабочей поверхности использовать не прозрачный поликарбонат, как у меня, а черный непрозрачный сотовый полипропилен. Его не придется красить, что значительно сократит расходы.
Продолжение следует…
Красить можно и сам теплоноситель, просто добавить пигмент, или химические чернила… например обычные чернила от струйника. Аа заднюю стенку поликарбината обклеить алюминиевой фольгой. Т.е. свет будет объемно самим теплоносителем поглащаться, кпд коллектора будет выше.
Красить теплоноситель можно только если у вас будет изолированный контур теплоносителя с теплообменником в накопительном баке. Я же планирую сделать открытый контур — т.е. в солнечный коллектор будет поступать водопроводная вода прямо из накопительного бака и в него же вода будет возвращаться после нагрева. Эта же вода будет использоваться для мыться посуды или принятия душа. Не думаю, что ее стоит красить 🙂
ну и, конечно, использовать стоит сотовый поликарбонат с сотами 10×10мм, нижний край просто замуровывая монтажной пеной и скотчем, а формировать верхний — приклеивая стандартный поликарбинатный профиль. А ще сам лист наклонить, чтобы один из верхних углов был чуть выше — будет выходом.
Почему вы так уверены, что надо брать поликарбонат толщиной 10 мм? Я ведь написал в статье по какой причине я выбрал толщину 4 мм — чтобы объем находящегося в солнечном коллекторе теплоносителя был как можно меньше. В моем случае это будет максимум 4 литра на 1 кв.м, в вашем — 10 литров на 1 кв.м, т.е. заполненный коллектор будет весить в 2,5 раза больше и инертность у него будет гораздо выше.
Зачем замуровывать один из краев поликарбоната я пока так и не понял.
Уважаемый Германович Виталий!
Меня очень тронули ваши труды в области альтернативной энергетики. Могу только вообразить, сколько лишних хлопот удалось избежать другим людям благодаря вашим публикациям неудачных конструкций.
Не совсем в тему, но я раздумываю над проектом солнечного коллектора, который выдерживает магистральное давление(3-4атм). Пока что более подходящего материала, чем алюминиевая банка не нашел. Весь найденный материал по коллекторам опирается на герметик, который не выдержит нужного давления. По аналогии со спиртовыми горелками из пивных банок собрал небольшую батарею http://s39.radikal.ru/i085/1105/ef/e1e732550227.jpg просто методом аккуратного насаживания одной банки с отрезанным верхом на донышко другой http://s05.radikal.ru/i178/1105/58/20b1feca97df.jpg. В собранной конструкции необходимо будет ограничивать раздвижение банок. Естественно донца банок были просверлены, для протока, но проверить на герметичность пока не представляется возможным. Уперся в невозможность подсоединить воду под давлением. Я смотрю вы большой практик, пожалуйста посоветуйте варианты крепления к дну банки.
У меня есть очень большие сомнения, что на таком материале можно сделать коллектор, выдерживающий даже 2-3 бар.
Если вам нужен коллектор для магистрального давления, то тут разумное решение только одно — коллектор из медных трубок, соединенных пайкой.
Но если все-таки хотите попробовать именно с банками, то я бы попробовал сделать так. В дне банки металл довольно толстый, можно просверлить отверстие и метчиком резануть резьбу. В нее вкручивается переходной штуцер. Резьба дополнительно герметизируется. Что вы будете подключать к штуцеру — армированный водопроводный или обычный резиновый шланг — это уже вам решать. Исходя из этого решения и надо будет подбирать штуцер.
Уважаемый Виталий!
Практически такую же конструкцию собрал я 1,5 года назад. Рискну поделиться своими скромными НОУ ХАУ.
1. Верхнюю и нижнюю коллекторные трубы я брал полипропиленовые, дабы была плоскость прилягания к поликарбонату, на которую я наносил клей (клей-герметик швов зданий). Поскольку труба толстая, то расширить ее для нанесения клея не смяв поликарбонат не удавалось, Сделал специальный тонкий клин длиной 8 см высотой 5 мм, на одной грани — углубление по всей длине шириной, равной толщине трубы. Прогоняя этот клин вдоль шва мелкими ударами молоточка, закладывал в образовывавшуюся щель клей.
2. Ширина коллектора первоначально была мною взята в 1,9 метра (трубы 2-х метровые, по 5 см на заделку и вывод с каждой стороны), но это оказалось много. Разница температурных расширений полипропилена и поликарбоната при нагреве до 100 градусов дает 2,5 мм на сторону. В результате максимум через 2-е суток вода начинает подкапывать в углах. Испытания проводил не подключая коллектор к накопительному баку (отсутствовала циркуляция), так вода в нем кипела начиная с нижней трети. Пришел к выводу, что надо уменьшить ширину примерно вдвое – и трубы без обрезков, и капать в углах перестало.
3. Сотовый поликарбонат использовал темно коричневый толщиной 8 мм, заднюю стенку красил в 2 слоя черной краской валиком. Вместо защитного стекла использовал тоже сотовый поликарбонат, но прозрачный толщиной 3,5 мм (самый тонкий). Для равномерности зазора между листами в средине конструкции приклеил 2 полоски из темного поликарбоната.
4. Задний теплоизолятор сделал из пенопласта, клеил обычным клеем Титан (для потолочных пенопластовых плиток). Между пенопластом и крашенной задней стороной поликарбоната проложил блестящую (считай зеркальную) прокладку (которая штатно кладется при укладке ламината), без нее пенопласт съеживается от температуры.
5. Толщину всей конструкции я подгадал под 6 см, с тем, чтобы обрамить ее жестяным швеллером, применяемым при монтаже гипсокартона (размер 3х6 см.).
Буду рад, если плод моего 2-х месячного умственного и физического труда принесет пользу кому-нибудь еще, кроме меня.
С уважением ко всем самодельщикам. Алексей.
Ребята предлагаю спаять коллектор с полипропиленовых тройников (редукционных) и кусков полипропиленовых труб, тройники диаметром 40-20-40 верхняя и нижняя часть труб соответственно диаметром 40 а вертикальные диаметром 20.Ширину и высоту можно делать на свое усмотрение,такой коллектор может выдерживать 6-7 атмосфер и как раз подходит под естественную циркуляцию, диаметр указан по наружной части труб то есть внутренний диаметр гораздо меньше.С боку подачи и так называемой обратки припаиваем две резьбы а с другой два автоматических воздухоотвода. этот материал выдерживает 95 градусов, да и оценка такого коллектора будет дешевле, материал есть в любом сантехническом магазине спаевается с помощью специального паяльника/
Хотя простота изготовления тут налицо, но есть две большие проблемы. У этих труб толстые стенки, а у полипропилена низкая теплопроводность. Эффективность работы такого коллектора будет чрезвычайно низкой.
Именно поэтому все и делают трубчатые коллекторы из тонких медных труб.
Предлагаю дальнейшее обсуждение общих вопросов построения солнечных энергетических систем перенести на мой новый форум — http://solarbay.ru/
Здравствуйте.Подскажите, а нужно ли делать в коллекторе пару отверстий снизу и сверху, чтоб воздух циркулировал или необязательнопару отверстий
не нужно вообще делать. это дополнительные потери тепла в результате конвекции.
случайно нарвался на пдф-ник аналогичного коллектора из сотового поликарбоната — возможно подскажет путь:
http://zdb.ru.lv/conferences/4/VTR8_I_213.pdf
между трубами и поликарбонатом используется дополнительная прокладка.
кстати — карбонат под действием температур может сжиматься о 5 мм на погонный метр — нужна силиконовая или резиновая прослойка для компенсации изменения размера
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.
Эффективность сотового гораздо выше, надо только покрасить его изнутри, чтобы поглощение тепла была непосредственно у воды. а снизу можно тоже покрасить и подложить не пенопласт, а пеноплекс. Если эту штуку использовать только для подогрева колодезной воды для полива, то сверху можно не закрывать, теплый наружный воздух будет дополнительно нагревать воду..
Я тоже независимо, но только сейчас, пришёл к такому же варианту солнечного коллектора из сотового поликарбоната. И только сейчас стал смотреть в интернете что уже сделано.
Только герметизацию по срезу трубы надо делать с помощью П-образной прокладки из специальной мягкой резины или силикона, которая одевается на края разреза трубы с большим усилием. торцы герметизируются строительной пеной со вставленными подводами из труб меньшего диаметра.
Задняя стенка замазывается черной битумной мастикой перемешанной с чистым промытым песком (этот слой будет теплоаккумулирующим при облачности).
Теперь у меня дилема. Делать из сотового поликарбоната, или вторая моя идея — сделать именно из 150 метров черного гофрированного полипропиленового гофра для электропроводки! Этой идеи я ещё ни у кого не видел.! А она дешёвая и сердитая! И у неё есть свой смысл в гофре!)))