Слънчев колектор от пластмасови бутилки: ръководство стъпка по стъпка за сглобяване на слънчевия уред

Представата за алтернативна енергия за много собственици на частни къщи и вили се свързва със скъпи слънчеви панели, вяърни турбини или термопомпи. Никой дори не предполага, че само за няколко часа за съвсем малко пари може да се изгради слънчев колектор от пластмасови бутилки, за да се осигурява топла вода през целия топъл сезон.

Ще ви разкажем как от отпадъчни материали да направите ефективна система за подготовка на санитарна вода. В предложената от нас статия ще намерите подробно описание на конструкциите и начините за изработка на системи, чието действие е проверено на практика. С оглед на нашите препоръки без усилие ще съберете полезен в домакинството уред.

Специфика на приложението на слънчевите колектори

Основната разлика на слънчевия колектор от различните типове генериращи топлина хелио-системи се състои в цикличността на работа. С други думи – при липса на слънце няма да има никаква топлинна енергия.

Очевидно е, че в тъмното време на денонощието производителността на автономното горещо водоснабдяване със слънчев колектор се свежда до нула. Производството на топлина от слънчевия колектор се определя от дължината на светлия ден, която зависи от географската ширина и времето на годината.

Самоделният слънчев колектор ще позволи да се реши не само въпросът с осигуряването на топла вода за дома, който не е свързан с централни мрежи, но и проблемите с отоплението.

Климатичните особености на местността също оказват значително влияние върху нивото на производителност на слънчевия колектор. Ако местността се характеризира с чести мъгли или слънцето често се крие зад облаци, производителността на хелиоколектора значително намалява.

Но дори и в този случай слънчевият колектор за отопление и/или загряване на вода остава ефективен, благодарение на способността си да улавя дори разсеяни лъчи.

Конструктивни особености и принцип на действие

Основният елемент на стандартния вариант на слънчевия колектор е абсорберът под формата на медна плоча с тръбичка. Плочата бързо се нагрява под действието на слънчевите лъчи, предавайки топлината на тръбичката и намиращата се в нея течност. Благодарение на свободната или принудителна циркулация получената топлина след това се транспортира по цялата система.

Под действието на слънчевите лъчи се извършва нагряване на медната плоча, от която се предава топлина на намиращия се в тръбичката топлоносител

За повишаване на ефективността на работа на абсорбера той трябва да бъде снабден с необходимите физически свойства. Преди всичко е необходимо да се повиши абсорбционната способност на абсорбера и да се сведе до минимум отражението на слънчевите лъчи. Най-простото решение е нанасяне на черна боя върху абсорбера.

За да се повиши ефективността на работа на абсорбера, той трябва да се покрие с прозрачно стъкло. Обикновеното стъкло отразява част от слънчевите лъчи.

Най-добре е да се използва специално стъкло с ниско съдържание на желязо в състава си или да се приложи антибляскаво покритие. За да се избегне замърсяване на стъклото, корпусът на слънчевия колектор трябва да бъде направен херметичен.

Въпреки множеството начини за подобряване на работата и увеличаване на производителността на слънчевия колектор, все пак поради несъвършенството на конструкцията този показател е далеч от идеалния. Имайки предвид принципа на работа на хелиоколектора и методите за повишаване на неговата ефективност, нека се опитаме да създадем примитивен и евтин модел от подръчни материали.

Сглобяване на агрегата от подръчни материали

Освен евтиността и простотата на сглобяване, вариантът от пластмасови бутилки се различава от стандартните хелиоустройства по това, че плоските слънчеви колектори работят лошо в сутрешните и вечерните часове.

Изпъкналата форма на бутилките осигурява практически вертикално проникване на лъчите дори по време на залез и изгрев, като по този начин осигурява ефективност на работа на устройството както в сутрешните, така и във вечерните часове.

Благодарение на изпъкналата форма на пластмасовите бутилки, уредът дори при хоризонтално положение е способен да улавя лъчите на изгряващото и залязващото слънце

Има няколко отличителни начина за изграждане от пластмасови бутилки на отлично работеща система за получаване на гореща вода:

• Слънчевият колектор играе роля на акумулаторен резервоар, в който водата се нагрява и след това се източва;
• Слънчевият колектор се свързва с акумулаторен резервоар, осигурявайки нагряване на водата и нейната естествена циркулация;
• Пластмасовите бутилки на колектора изпълняват роля на резервоар за вода;
• Пластмасовите бутилки играят роля на херметични съдове за запазване на топлината.

Също така слънчевите колектори могат да се различават по своите конструктивни особености. Преди всичко това е свързано както с начина на закрепване на бутилките, така и с начините на тяхното разположение.

Вариант с натрупване на подгрята вода

За изработката на слънчев колектор ще е необходима полипропиленова тръба с диаметър 50 мм, към която ще бъдат свързани пластмасови бутилки, чийто брой се определя от диаметъра на тръбата. За образец са взети 15 пластмасови бутилки, така че работният обем на слънчевия колектор е 30 литра.

Съединенията на бутилките с пропиленовата тръба се намазват със силиконов уплътнител, за да се предотврати изтичането на вода.

За свързване на бутилките в единна система в пропиленовата тръба, предназначена за топла вода, е необходимо да се пробият отвори. Идеално решение беше използването на перово свредло за дърво с диаметър 26 мм.

При такива размери се осигурява максимална плътност на съединението и бутилката се завива със сила в отвора по резбата си. За осигуряване на максимална херметизация на съединението, фугите могат да се намажат със силиконов уплътнител, но е по-добре да се използва термоклей.

За да се постигне ефект на свързани съдове, в горната част на всяка бутилка трябва да се направят отвори с диаметър около 2 мм.

След свързване на бутилките от едната страна на тръбата се врязва шучер, който по-късно ще бъде свързан с водопровода за подаване на вода. От другата страна трябва да се вреже кран, през който ще се източва затоплената вода в накопителен резервоар.

Въпреки това, под тежестта на напълнилата се вода, такова устройство за битово използване на слънчева енергия може да загуби своята цялост. Затова ще е целесъобразно изработването на кутия. За направата ѝ ще е необходима дъска с ширина 150 мм.

За повишаване на ефективността на работа на слънчевия колектор на дъното на кутията може да се постави стиропор или пенополистирол с дебелина 50 мм и да се покрие с фолио.

След монтиране на слънчевия колектор на мястото на по-нататъшната му експлоатация, пластмасовите бутилки трябва да се боядисат в черен цвят за по-ефективно поглъщане на слънчевите лъчи.

При боядисване в черен цвят се увеличава абсорбционната способност на пластмасата и се повишава ефективността на загряване на водата.

По-добре е да се използва матова боя и да се нанася чрез пръскане от аерозолен балон. Остава да се покрие кутията със стъкло, като по този начин се повиши нейната херметичност, и да се свърже към системата за подаване на студена вода и системата за източване на готовата за употреба топла вода в накопителен резервоар.

От практически опит е известно, че пластмасата понася лошо въздействието на високи температури, които водят до нейната деформация. В слънчеви дни температурата на загряваната вода може да надхвърли 65 градуса, което ще доведе до деформация на пластмасата.

Поради това е по-добре да се откажете от допълнителна херметизация на кутията със стъкло изобщо, или да го използвате само в облачно време.

Способ с циркулация на подгряваната вода

Системата на устройството на слънчевия колектор е подобна на първия вариант, но има редица конструктивни разлики.

За създаването на колектора ще са необходими следните инструменти и материали:

• ПВХ тръба с диаметър 20 мм с колена и тройници;
• Ролков тръборез;
• Фасонни резци;
• Праймер (почистващ препарат);
• Пластмасови бутилки;
• Тетрапакове от мляко или сок;
• Канцеларски нож;
• Картон;
• Термоустойчива матова боя в черен цвят;
• Акумулаторен резервоар.

За монтажа ще ни е необходима ПВХ тръба с диаметър 20 мм. Хоризонталната част на тръбата трябва да бъде нарязана на парчета, към които чрез студено заваряване ще бъдат присъединени колена и тройници. Долната част на слънчевия колектор ще изглежда точно по същия начин. В крайна сметка ще получим затворена система, но да започнем по ред.

Особености при залепване на тръби от PVC

За получаване на качествен разрез е по-добре да използвате тръборез, оборудван с ролки. След рязането от вътрешната страна на тръбата е необходимо да отстраните фаската, като използвате специални фасонни резци.

След измерване на дълбочината на тройниците и колената трябва да поставите маркировка на края на присъединяваната тръба и да обработите с праймер (почистващ препарат) краищата на тръбите и фитингите.

Благодарение на плавното преместване на режещата част, ролковият тръборез позволява да се избегнат деформации на сечението и образуване на грапавини по ръба при рязане.

Следващата стъпка е нанасяне и разпределение на лепилото по външната част на тръбата и вътрешната част на фитинга. Лепилото трябва да се нанася с четка, като нейният размер трябва да бъде по-малък от диаметъра на тръбите. Остава да вкарате тръбата в подготвения тройник или коляно и да я завъртите на четвърт оборот за равномерно разпределение на лепилото.

Трябва да се има предвид, че работите по вмъкването на едно коляно или тройник трябва да бъдат извършени не повече от 30 секунди. След фиксирането е необходимо да се отстранят остатъците от лепило.

Ред на изработка на слънчев колектор

След подготовка на горната тръба и присъединяване на вертикалните тръби към нея може да се пристъпи към подготовка на пластмасовите бутилки. В представения модел на слънчев колектор има 4 вертикални тръби с дължина 105 см, на такава дължина на тръбата могат да се поставят 5 пластмасови бутилки. Тоест за сглобяването на колектора ще са необходими 20 еднакви пластмасови бутилки.

От всяка бутилка трябва да се отстрани дъното. За целта трябва да се изработи прост шаблон от навито на тръба парче картон с дължина 30 см. Използвайки шаблона и канцеларски нож, премахваме дъното на бутилките. След подготовката на бутилките може да се пристъпи към изработване на абсорбера, който ще поглъща слънчевата енергия.

Използването на прост шаблон от картон дава възможност бързо да се извърши рязането и да се получат бутилки с еднакъв размер.

Като абсорбер използваме използвани тетрапаци от сок или мляко. Те трябва да бъдат разрезани, внимателно измити и изсушени. За подобряване на абсорбционната им способност трябва да се нанесе черна матова боя. Най-лесно това става, като се използва боя от спрей с аерозолно пръскане.

Последователното нанизване на пластмасовите бутилки позволява лесното разполагане в тях на сгънатите тетрапаци.

След подготовка на бутилките и тетрапаците може да се пристъпи към сглобяването на хелиоуреда. Първо върху вертикалната тръба трябва да се наниже пластмасова бутилка с гърлото напред и в нея да се вкара тетрапак. По подобен начин се нанизват всички бутилки на вертикалните тръби, които след това трябва да се свържат с тройниците и ъгловите елементи на долната тръба, аналогична на горната.

За придаване на твърдост на изработения слънчев колектор е необходимо да се изработи опора за него.

Обикновен дървен щит придава твърдост на конструкцията и позволява лесно преместване на слънчевия колектор до мястото на неговата експлоатация.

Може, както в първия случай, да се постави колекторът в дървен сандък, но да го изолирате вече не е необходимо. Тъй като всяка от пластмасовите бутилки представлява вид малък изолиран резервоар, който, загрявайки отвътре, предава топлината на водата, циркулираща по тръбите.

Особености на разполагането и свързването

За максимално възможно поглъщане на слънчевите лъчи, колекторът трябва да се ориентира в южна посока. Достатъчен е малък ъгъл на наклон от 10-15 градуса, за да работи колекторът ефективно практически при всяко разположение на слънцето.

Долната част на тръбата трябва да се свърже с долната част на акумулиращия резервоар, а горната – приблизително към централната му част. Студената вода от полимерния съд ще постъпва по долната тръба в колектора, където ще се нагрява и ще се издига по горната тръба в резервоара.

По този начин ще се осъществява естествена циркулация на водата в самоделната система. За да се осигури висока интензивност на циркулацията на водата, резервоарът трябва да бъде разположен малко по-високо от слънчевия колектор на разстояние не по-малко от 0,3 м от него.

При правилното свързване на хелио-колектора с акумулиращия резервоар се осигурява естествена циркулация на водата.

Трябва да се има предвид, че при постъпване на студена вода в резервоара от водоснабдителната система се получава нейното активно смесване, което намалява ефективността на работа на колектора. Това може да се избегне, като се оборудва входът в резервоара с турбулентен редуктор, който представлява запушена тръбичка с множество отвори.

Водата през редуктора постъпва плавно, което позволява на студената вода да остава в долните слоеве, откъдето и става нейното вземане в слънчевия колектор.

Използването на турбулентен редуктор помага да се избегне смесването на студена и топла вода в акумулиращия резервоар.

Очевидно е, че слънчевият колектор осигурява подгряване на вода само през деня при слънчево време. Затова е важно да се запази топлата вода за използване през деня и вечерта. За целта е необходимо да се направи изолация на акумулиращия резервоар.

Изводи и полезно видео по темата

Видео 1. Така се появиха първите хелио-системи от пластмасови бутилки:

Видео 2. Практически безплатен уред за нагряване на вода в действие:

Слънчев колектор от пластмасови съдове за напитки – евтино решение за получаване на топла вода. Но при продължително лошо време, особено през пролетта и есента, е целесъобразно в акумулиращия резервоар да се монтира нагревателен елемент (ТЕН). В този случай слънчевият колектор ще стане част от пълноценна система, позволяваща при благоприятни условия да се спестяват средства.

Разкажете за вашия опит в изграждането на самоделна хелио-система от пластмасови бутилки. Не е изключено във вашия арсенал да имате сведения и варианти на конструкции, които могат да бъдат полезни на посетителите на сайта. Пишете, моля, коментари в намиращата се по-долу блок-форма, задавайте въпроси, споделяйте снимки и полезна информация.