Saulės kolektorius iš plastikinių butelių: nuoseklus vadovas, kaip surinkti helio prietaisą

Alternatyviosios energijos sąvoka daugeliui privačių namų ir vasarnamių savininkų asocijuojasi su brangiomis saulės plokštėmis, vėjo jėgainėmis ar šilumos siurbliais. Niekas net nenutuokia, kad vos per kelias valandas už absoliučias smulkmenas galima pasigaminti saulės kolektorių iš plastikinių butelių, kad galėtų apsirūpinti karštu vandeniu visą šiltąjį sezoną.

Mes papasakosime, kaip iš atliekų medžiagų pagaminti efektyvią sanitarinio vandens ruošimo sistemą. Mūsų siūlomame straipsnyje rasite išsamų konstrukcijų aprašymą ir sistemų gamybos būdus, kurių veikimas patikrintas praktiškai. Laikydamiesi mūsų rekomendacijų, be vargo surinksite naudingą ūkyje prietaisą.

Saulės kolektorių taikymo specifika

Pagrindinis saulės kolektoriaus skirtumas nuo įvairių tipų šilumą generuojančių helio-sistemų yra darbo cikliškumas. Kitaip tariant – kai nėra saulės, nebus jokios šiluminės energijos.

Akivaizdu, kad tamsiuoju paros metu autonominio karšto vandens tiekimo su saulės kolektoriumi našumas sumažėja iki nulio. Saulės kolektoriaus šilumos gamybą lemia šviesos paros trukmė, kuri priklauso nuo geografinės platumos ir metų laiko.

Savadarbis saulės kolektorius leis išspręsti ne tik karšto vandens tiekimo klausimą namui, neprijungtam prie centrinių tinklų, bet ir šildymo problemas.

Vietovės klimato ypatumai taip pat daro pastebimą įtaką saulės kolektoriaus našumo lygiui. Jei vietovėje dažni rūkai arba saulė dažnai slepiasi už debesų, tuomet heliokolektoriaus našumas ženkliai sumažėja.

Tačiau ir šiuo atveju saulės kolektorius šildymui ir (arba) vandens šildymui išlieka efektyvus dėl gebėjimo sugauti net išsklaidytus spindulius.

Konstrukcinės ypatybės ir veikimo principas

Pagrindinis standartinio saulės kolektoriaus variantų elementas yra absorberis, pagamintas iš varinės plokštės su vamzdeliu. Plokštė greitai įkaista veikiama saulės spindulių, perduodama šilumą vamzdeliui ir jame esančiam skysčiui. Laisvos ar priverstinės cirkuliacijos dėka gauta šiluma toliau transportuojama per visą sistemą.

Veikiant saulės spinduliams, įkaista varinė plokštė, nuo kurios šiluma perduodama vamzdelyje esančiam šilumnešiui

Siekiant padidinti adsorberio darbo efektyvumą, jį reikia suteikti reikiamas fizines savybes. Visų pirma, reikia padidinti adsorberio sugerties gebą ir iki minimumo sumažinti saulės spindulių atspindį. Paprasčiausias sprendimas – ant adsorberio užtepti juodus dažus.

Norint padidinti adsorberio darbo efektyvumą, jį reikia uždengti permatomu stiklu. Įprastas stiklas atspindi dalį saulės spindulių.

Geriausia naudoti specialų stiklą, kuriame mažai geležies, arba naudoti antirefleksinę dangą. Kad būtų išvengta stiklo užteršimo, saulės kolektoriaus korpusas turėtų būti sandarus.

Nepaisant daugybės būdų, kaip pagerinti saulės kolektoriaus darbą ir padidinti jo našumą, dėl konstrukcijos netobulumo šis rodiklis vis dar toli nuo idealaus. Atsižvelgdami į saulės kolektoriaus veikimo principą ir jo efektyvumo didinimo metodus, pabandykime sukurti primityvų ir nebrangų modelį iš turimų medžiagų.

Agregato surinkimas iš po ranka esančių medžiagų

Be pigumo ir surinkimo paprastumo, variantas iš plastikinių butelių skiriasi nuo standartinių saulės įrenginių tuo, kad plokšti saulės kolektoriai prastai veikia ryto ir vakaro valandomis.

Išgaubta butelių forma užtikrina beveik vertikalų spindulių skverbimąsi net saulėlydžio ir aušros metu, taip užtikrindama prietaiso darbo efektyvumą tiek ryto, tiek vakaro valandomis.

Dėl išgaubtos plastikinių butelių formos prietaisas net horizontalioje padėtyje geba sugauti kylančios ir besileidžiančios saulės spindulius

Yra keletas skirtingų būdų, kaip iš plastikinių butelių pastatyti puikiai veikiančią karšto vandens sistemą:

• Saulės kolektorius atlieka akumuliacinio rezervuaro vaidmenį, kuriame vanduo įkaista ir vėliau išleidžiamas;
• Saulės kolektorius jungiamas prie akumuliacinio bako, užtikrinant vandens šildymą ir natūralią jo cirkuliaciją;
• Kolektoriaus plastikiniai buteliai atlieka vandens rezervuaro vaidmenį;
• Plastikiniai buteliai atlieka sandarių talpyklų vaidmenį šilumai išlaikyti.

Taip pat saulės kolektoriai gali skirtis savo konstrukcinėmis ypatybėmis. Visų pirma, tai susiję tiek su butelių tvirtinimo būdu, tiek su jų išdėstymo būdais.

Variantas su pašildyto vandens kaupimu

Saulės kolektoriui pagaminti reikės polipropileno vamzdžio, kurio skersmuo 50 mm, prie kurio bus prijungti plastikiniai buteliai, kurių skaičių lemia vamzdžio skersmuo. Šablonui buvo paimta 15 plastikinių butelių, taigi saulės kolektoriaus darbinė talpa sudarė 30 litrų.

Butelių sujungimo su propileno vamzdžiu sandūros padengiamos silikoniniu sandarikliu, taip užkertant kelią vandens nutekėjimui

Kad buteliai būtų sujungti į vieną sistemą, propileno vamzdyje, skirtame karšto vandens tiekimui, reikia išgręžti skyles. Idealiausias sprendimas buvo naudoti 26 mm skersmens plunksninį grąžtą medžiui.

Esant tokiems matmenims, užtikrinamas maksimalus sujungimo tankis, o butelis su jėga įsukamas į angą pagal savo sriegį. Siekiant užtikrinti maksimalų sujungimo sandarumą, sandūras galima padengti silikoniniu sandarikliu, bet geriau naudoti termoklijus.

Norint pasiekti susisiekiančių indų efektą, kiekvieno butelio viršutinėje dalyje reikia padaryti maždaug 2 mm skersmens skyles.

Prijungus butelius, vienoje vamzdžio pusėje įpjaunamas štuceris, kuris vėliau bus prijungtas prie vandentiekio vandeniui tiekti. Kitoje pusėje reikia įpjauti čiaupą, per kurį pašildytas vanduo bus nuleidžiamas į kaupimo talpą.

Tačiau po pripildžiusio vandens svoriu toks prietaisas, skirtas buitiniam saulės energijos naudojimui, gali prarasti vientisumą. Todėl būtų tikslinga įrengti dėžę. Jai pagaminti reikės 150 mm pločio lentos.

Siekiant padidinti saulės kolektoriaus darbo efektyvumą, dėžės dugną galima iškloti 50 mm storio putplasčiu arba polistireniniu putplasčiu ir uždengti folija.

Sumontavus saulės kolektorių jo tolesnio naudojimo vietoje, plastikinius butelius reikia nudažyti juoda spalva, kad būtų efektyviau sugeriami saulės spinduliai.

Dažant juoda spalva, padidėja plastiko sugeriamoji geba ir pagerėja vandens šildymo efektyvumas

Dažus geriau naudoti matinius ir purkšti iš aerozolinio baliono. Lieka uždengti dėžę stiklu, taip padidinant jos sandarumą, ir prijungti ją prie šalto vandens tiekimo sistemos bei prie paruošto naudoti šilto vandens nuleidimo sistemos į kaupimo baką.

Iš praktinės patirties žinoma, kad plastikas blogai toleruoja aukštų temperatūrų poveikį, dėl kurio jis deformuojasi. Kai saulėtomis dienomis šildomo vandens temperatūra gali viršyti 65 laipsnius, tai sukels plastiko deformaciją.

Atsižvelgiant į tai, geriau atsisakyti papildomo dėžės sandarinimo stiklu apskritai arba naudoti jį tik debesuotu oru.

Būdas su šildomo vandens cirkuliacija

Saulės kolektoriaus įrenginio sistema panaši į pirmąjį variantą, tačiau turi keletą konstrukcinių skirtumų.

Kolektoriui sukurti reikės šių įrankių ir medžiagų:

• 20 mm skersmens PVC vamzdis su kampinėmis jungtimis ir trišakiais;
• Ritinis vamzdžių pjaustytuvas;
• Fasavimo pjaustytuvai;
• Pirminis gruntas (valomoji priemonė);
• Plastikiniai buteliai;
• Pieno arba sulčių tetrapakai;
• Kanceliarinis peilis;
• Kartonas;
• Termostabili matinė juodos spalvos dažai;
• Kaupimo bakas.

Montavimui mums reikės PVC vamzdžio, kurio skersmuo 20 mm. Horizontalią vamzdžio dalį reikia supjauti į atkarpas, prie kurių šalto suvirinimo būdu bus prijungti kampiniai ir trišakiai. Apatinė saulės kolektoriaus dalis atrodys lygiai taip pat. Galutiniame rezultate gausime uždarą sistemą, bet apie viską iš eilės.

PVC vamzdžių klijavimo ypatumai

Norint gauti kokybišką pjūvį, geriau naudoti vamzdžių pjaustytuvą, su ritinėliais. Po pjovimo nuo vamzdžio vidinės pusės reikia nuimti nuožulną, naudojant specialius nuožulnų pjaustytuvus.

Išmatavus trišakių ir kampinių gylį, reikia ant jungiamo vamzdžio galo uždėti žymę ir apdoroti gruntu (valymo priemone) vamzdžių galus bei jungiamąsias detales.

Dėl sklandaus pjovimo dalies judėjimo ritininis vamzdžių pjaustytuvas leidžia išvengti pjūvio deformacijų ir atplaišų susidarymo ant krašto pjovimo metu.

Kitas žingsnis – klijų užtepimas ir paskirstymas ant išorinės vamzdžio dalies ir vidinės jungiamosios detalės dalies. Klijus reikia tepti šepetėliu, o jo dydis turi būti mažesnis už vamzdžių skersmenį. Belieka įstatyti vamzdį į paruoštą trišakį ar kampinį ir pasukti ketvirtadaliu apsisukimo, kad klijai tolygiai pasiskirstytų.

Reikia atsižvelgti, kad vieno kampinio ar trišakio įklijavimo darbai turi būti atlikti ne ilgiau kaip per 30 sekundžių. Po fiksavimo būtina pašalinti klijų perteklių.

Saulės kolektoriaus gamybos eiga

Paruošus viršutinį vamzdį ir prie jo prijungus vertikalius vamzdžius, galima pradėti ruošti plastikinius butelius. Pateiktame saulės kolektoriaus modelyje yra 4 vertikalūs vamzdžiai, kurių ilgis 105 cm; ant tokio ilgio vamzdžio galima išdėstyti 5 plastikinius butelius. Taigi kolektoriaus surinkimui reikės 20 identiškų plastikinių butelių.

Iš kiekvieno butelio reikia pašalinti dugną. Tam reikia pagaminti paprastą šabloną iš į vamzdelį susukto kartono gabalo, kurio ilgis 30 cm. Naudodami šabloną ir kanceliarinį peilį, pašaliname butelių dugną. Paruošę butelius, galima pradėti gaminti absorberį, kuris sugeria saulės energiją.

Naudojant paprastą kartoninį šabloną, galima greitai atlikti pjovimą ir gauti vienodo dydžio butelius.

Kaip absorberį naudojame panaudotas tetrapakus nuo sulčių ar pieno. Juos reikia supjaustyti, kruopščiai išplauti ir išdžiovinti. Siekiant pagerinti jų sugėrimo gebą, reikia užtepti juodą matinius dažus. Lengviausia tai padaryti naudojant dažus iš balionėlio aerozoliniu būdu.

Nuoseklus plastikinių butelių vėrimas leidžia lengvai į juos sudėti sulankstytus tetrapakus.

Paruošę butelius ir tetra pakuotes, galite pradėti rinkti saulės įrenginį. Pirmiausia ant vertikalaus vamzdžio reikia užmauti plastikinį butelį kakleliu į priekį ir į jį įstatyti tetra pakuotę. Panašiu būdu visi buteliai užmaunami ant vertikalių vamzdžių, kuriuos vėliau reikia sujungti su trišakiais ir apatinio vamzdžio kampinėmis detalėmis, panašiomis į viršutinį.

Norint suteikti standumą pagamintam saulės kolektoriui, būtina padaryti jam atramą.

Paprastas medinis skydas suteikia konstrukcijai standumą ir leidžia lengvai perkelti saulės kolektorių į jo naudojimo vietą.

Kaip ir pirmuoju atveju, kolektorių galima patalpinti į medinę dėžę, tačiau jo izoliuoti nebėra būtina. Kadangi kiekvienas plastikinis butelis yra savotiškas mažas izoliuotas rezervuaras, kuris, įkaisdamas iš vidaus, perduoda šilumą vamzdžiais cirkuliuojančiam vandeniui.

Išdėstymo ir prijungimo ypatumai

Siekiant maksimaliai sugerti saulės spindulius, kolektorius turi būti orientuotas į pietus. Pakanka nedidelio pasvirimo kampo 10–15 laipsnių, kad kolektorius efektyviai veiktų beveik bet kurioje saulės padėtyje.

Apatinę vamzdžio dalį reikia prijungti prie apatinės akumuliacinio bako dalies, o viršutinę – maždaug prie jo centrinės dalies. Šaltas vanduo iš polimerinės talpos tekės apatiniu vamzdžiu į kolektorių, kur įkais ir kils viršutiniu vamzdžiu į baką.

Tokiu būdu bus užtikrinta natūrali vandens cirkuliacija namų gamybos sistemoje. Siekiant užtikrinti didelį vandens cirkuliacijos intensyvumą, bakas turi būti pastatytas šiek tiek aukščiau saulės kolektoriaus, ne mažesniu kaip 0,3 m atstumu nuo jo.

Tinkamai prijungus saulės kolektorių prie akumuliacinio bako, užtikrinama natūrali vandens cirkuliacija.

Reikia atsižvelgti, kad į baką iš vandentiekio sistemos patenkant šaltam vandeniui, jis aktyviai maišosi, todėl sumažėja kolektoriaus efektyvumas. To galima išvengti įrengiant bako įvade turbulentišką reduktorių, kuris yra užkimštas vamzdis su daugybe skylių.

Vanduo per reduktorių teka sklandžiai, todėl šaltas vanduo gali likti apatiniuose sluoksniuose, iš kurių jis ir paimamas į saulės kolektorių.

Turbulentinio reduktoriaus naudojimas padeda išvengti šalto ir šilto vandens maišymosi akumuliaciniame bake.

Akivaizdu, kad saulės kolektorius užtikrina vandens pašildymą tik dienos metu esant saulėtam orui. Todėl svarbu išlaikyti karštą vandenį, kad jį būtų galima naudoti dieną ir vakare. Tam reikia apšiltinti akumuliacinę talpą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

1 vaizdo įrašas. Taip atsirado pirmosios saulės sistemos iš plastikinių butelių:

2 vaizdo įrašas. Beveik nemokamas vandens šildymo įrenginys veikiant:

Saulės kolektorius iš plastikinių gėrimų taros – pigus karšto vandens gavimo sprendimas. Tačiau užsitęsusio blogo oro atveju, ypač pavasarį ir rudenį, tikslinga akumuliaciniame bake sumontuoti kaitinimo elementą. Tokiu atveju saulės kolektorius taps pilnavertės sistemos dalimi, leidžiančia palankiomis sąlygomis taupyti lėšas.

Papasakokite apie savo patirtį gaminant naminę saulės sistemą iš plastikinių butelių. Gali būti, kad jūsų arsenale yra žinių ir konstrukcijų variantų, kurie gali praversti svetainės lankytojams. Rašykite, prašau, komentarus žemiau esančioje bloko formoje, užduokite klausimus, dalinkitės nuotraukomis ir naudinga informacija.