مجمع الطاقة الشمسية افعل ذلك بنفسك من بطارية فارغة. كيف تصنع مجمّع شمسي للتدفئة بيديك: دليل خطوة بخطوة. معرض الصور: أنواع مختلفة من هواة الجمع

يعرض هذا المنشور نتائج بحث مكثف قام به المدون سيرجي يوركو. يظهر 3 مجمعات شمسية من صنع السيد بيديه وأكثرها كفاءة هو ما يسمى بمجمع 3 أفلام ، حيث يقوم بتسخين المياه حتى 60 درجة. يوجد فيلم أبسط من 2 ، وهو قادر على جلب الماء حتى 55 درجة. أبسط وأرخص فيلم واحد ، لكنه يوفر تدفئة تصل إلى 35 أو 40 درجة فقط.

تكلفة المتر المربع لهؤلاء الجامعين البدائيين أرخص بنحو ألف مرة من نظائرها في المصانع ، وبالتالي فإن السؤال الذي يطرح نفسه: ما هو الجيد في جامعي العلامات التجارية لدرجة أنهم يكلفون ألف مرة أكثر من تلك البدائية التي يمكن لأي شخص صنعها بمفرده يد في غضون ساعات قليلة ، وإنفاق أموال ضئيلة.

سنقارن بين المجمعات البسيطة ونماذج المصانع باهظة الثمن من حيث الكفاءة والجدوى الاقتصادية والخصائص الأخرى. وهذه المقارنة بعيدة كل البعد عن أن تكون دائمًا لصالح أجهزة المصنع. فيديو حول الموضوع: سنصنع أبسط مجمعات الطاقة الشمسية ونرى ما هو قادر على ذلك. سنكتشف أيضًا الحالات التي يكون فيها من المنطقي التخلي عن الحرارة الشمسية الرخيصة من هذه الهياكل البدائية من أجل دفع مئات أو آلاف المرات أكثر تكلفة للحصول على نفس التأثير من أجهزة باهظة الثمن.

يعتمد الاهتمام الشخصي لمؤلف الفيديو بالموضوع على افتراض أن مجمعات الطاقة الشمسية في المصنع هي طريق مسدود تطوري للطاقة الحرارية الشمسية ، حيث أنه ، على سبيل المثال ، انخفض سعر الألواح الشمسية بأكثر من مائة مرة خلال العام. العقود القليلة الماضية والرسم البياني يوضح عملية تخفيض السعر.

تبرز الفكرة أن تطور المجمعات الشمسية قد سار في الاتجاه الخاطئ ، وبالتالي فمن المنطقي العودة إلى أبسط التقنيات.

الفيلم الأسود هو الشيء الوحيد الذي يتكون منه المجمع البدائي ذو الفيلم الواحد ، أي أنه يتم سكب الماء على الفيلم ومن الواضح أنه خلال الشمس ستسخن هذه المياه. يمكن شراؤها من السوق في أي مدينة. اشترى السيد ثلاثة أمتار مربعة مقابل 15 هريفنيا. تكلفة المجمع 15 سنت يورو للمتر المربع.

لكن من المنطقي إضافة طبقة أخرى - فيلم شفاف يغطي سطح الماء الساخن. تزداد درجة حرارة التسخين بشكل كبير حيث يوقف الفيلم الثاني تبخر الماء. يباع في أي سوق دفيئة وبسبب هذه الطبقة الثانية تزداد تكلفة المجمع إلى 35 سنت يورو للمتر المربع.

ولكن هناك أيضًا نسخة من 3 أفلام والفيلم الإضافي شفاف أيضًا ، سيزيد من تكلفة المجمع إلى 55 سنتًا يورو للمتر المربع.


الوظيفة 3 أفلام ، مثل زجاج المجمع المسطح في المصنع ، أي طبقة من الهواء بسمك عدة سنتيمترات تتشكل بين الزجاج والممتص الأسود ، والهواء عازل للحرارة.

كم عدد الأفلام اللازمة لتسخين المياه بشكل جيد؟

أعطت القياسات التجريبية نتائج غير متوقعة ، حيث اتضح أنه في حالتنا هذه ، فإن نتيجة استخدام الفيلم الثالث ليست فعالة كما في حالة المجمّع المسطح في المصنع - تزداد درجة حرارة تسخين المياه ، ولكن فقط ببضع درجات. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون لهواة الجمع الثلاثة تصميمات مختلفة. على سبيل المثال ، يتم بيع فيلمين - فيلم بولي إيثيلين شفاف ، في الأسواق على شكل غلاف. يتم سكب الماء في الغلاف ، ويتم لعب دور الفيلم الأسود السفلي من خلال السطح الأسود لسقف مبنى شاهق.


دراسة مماثلة ، ولكن بغلاف مصنوع من فيلم أسود غير شفاف. إذا كان الفيلم الثاني أسود ، فإن الخيار هو الأفضل فقط إذا كان هناك دوران جيد للمياه من خلال النظام. قام المجمع بتسخين 100 لتر من الماء إلى 66 درجة. يمكنك ملاحظة العديد من التعقيدات في التصميم ، بما في ذلك لوح رغوة البوليسترين بسمك 3 سم. لكن التجارب أظهرت أن العزل الحراري تحت المجمع سيزيد من درجة حرارة التسخين ، ولكن ليس بشكل جذري.

أظهرت تجربة في أغسطس مع تسخين المياه عند درجة حرارة الهواء في الظل 35 درجة أن جامع غشاء مع عزل حراري جيد قام بتسخين الماء إلى 63 درجة وفي نفس اللحظة قام جامع آخر بتسخين الماء إلى 57 درجة ، على الرغم من عدم وجود وضع العزل الحراري تحتها وفيلمها الأول على الأرض مباشرة.

وظائف إضافية لمجمع الحدائق الحرفي

من المثير للاهتمام أيضًا ملاحظة أن جامع الفيلم الواحد يؤدي وظيفة جمع مياه الأمطار أثناء هطول الأمطار ، والتي قد تكون ذات صلة ببعض المنازل والمناطق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لجامع فيلم واحد واثنين من مجمعات الأفلام أن يعملوا كبرج تبريد في الليل ، أي أنهم يأخذون الحرارة من المياه المستخدمة في أنظمة التبريد. يمكن استخدامه في الوضع عندما يدور الماء خلال النهار من خلالها ، والذي يحتاج إلى التسخين. وفي الليل يقوم المجمع بتبريد مياه الخزانات. خلال النهار ، يتم استخدام الماء منهم لاستخراج الحرارة. مما يؤدي إلى تسخينها. ولذا في الليلة التالية يجب تبريده مرة أخرى بواسطة هواة الجمع.

من المثير للاهتمام ملاحظة أن ارتفاع الماء في المجمعات يمكن أن يتجاوز عدة سنتيمترات. كلاهما مجمع للطاقة الشمسية وخزان ماء ساخن. أي أنها تعمل مثل البرميل الأسود المعروف في دش الصيف.

لكن من الواضح أنه بعد اختفاء الشمس ، يبرد الماء الموجود في المجمع. في هذه الحالة ، قد يكون المجمع الذي يحتوي على ثلاث طبقات من الفيلم ، حيث يبرد الماء ببطء ، موضع اهتمام.

على الصورة. تكلفة المجمعات الحرارية في المصنع أغلى بآلاف المرات من تلك التي يتم تقديمها ذاتيًا.

إحصائيات حول قياس كفاءة السخانات الشمسية محلية الصنع والمصنع

في 1 أغسطس ، أجريت تجربة لقياس أداء جامعي فيلمين. خلال يوم مشمس ، قاس درجة حرارة الماء وأدخله في طاولة.

في الجدول التالي ، تفسير النتائج التي تم الحصول عليها ، في العمود هو مقدار الحرارة التي أنتجها المجمع بالفعل.


موصوفة في ملاحظة الصورة كما تم حسابها من قياسات درجة الحرارة. في عمود آخر ، كمية الإشعاع الشمسي التي أصابت المجمع الشمسي. ومن المهم أن نلاحظ أن ذلك يعتمد على زاوية الشمس فوق الأفق ، وبشكل أكثر دقة على جيب هذه الزاوية.

ومن المثير للاهتمام أنه في هذه الفترة الزمنية ، كان إنتاج الحرارة بواسطة المجمع أكبر من كمية الإشعاع الشمسي. لكن لا توجد مفارقة إذا انتبهت إلى اختلاف درجات الحرارة. في هذا الوقت ، كانت درجة حرارة الهواء أعلى من درجة حرارة الماء في المجمع ، وبالتالي تم تسخينه ليس فقط بسبب امتصاص الإشعاع الشمسي ، ولكن أيضًا بسبب التسخين من الهواء الأكثر دفئًا. ولكن في أوقات أخرى كان الماء بالفعل أكثر دفئًا من الهواء. علاوة على ذلك ، كلما زاد الاختلاف في درجة الحرارة ، زاد تسرب الحرارة من الماء إلى الهواء المحيط. الحرارة الأقل فائدة التي ينتجها المجمع. يمكن الاستنتاج أنه بمجرد أن تصل درجة حرارة الماء إلى حوالي 60 درجة ، فإنه سيتوقف عن التسخين ، لأن تسريبات الحرارة المذكورة ستكون مساوية لتدفق الطاقة الشمسية إلى المجمع.

في العمود الموجود في أقصى اليمين من الجدول ، يتم تسجيل طاقة التسخين المقاسة للمجمع لكل وحدة مساحة ، ويمكن مقارنتها بالعمود مع طاقة التسخين لمتر مربع واحد لمجمع المصنع في نفس الظروف. وصف كيفية حساب القوة. يتمتع المتر المربع من نموذج المصنع بميزة على نفس المنطقة من طراز محلي الصنع فقط عند العمل عليه درجات حرارة عاليةآه الماء. وإذا كنت بحاجة إلى تسخين الماء بدرجة حرارة أعلى من 60-70 درجة ، فلن يتمكن مجمع الحرف اليدوية من العمل على الإطلاق. في الوقت نفسه ، ينتج متر مربع واحد من مبادل حراري محلي الصنع حرارة أكثر بشكل ملحوظ من متر مربع واحد من مصنع واحد عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من درجة حرارة الهواء المحيط.

يتم شرح النتائج من خلال خصائص الطاقة لمجمع الفيلم 2.

وهذا تقييم لخصائص أنواع أخرى من السخانات البدائية.

الخصائص التقريبية لجامعي الشقة في المصنع الواردة في جواز السفر.

على الإنترنت ، يمكنك العثور على مثل هذه الخصائص لأي علامة تجارية تقريبًا. يوضح الجدول أن المبادل الحراري ذو العلامة التجارية يتمتع بميزة في هذا المعامل ، نظرًا لأنه قادر على العمل في درجات حرارة عالية. ولكن من ناحية أخرى ، فإن المجمّع العصامي يعمل بشكل أفضل من المصنع في حال احتجت إلى تسخين الماء بدرجة حرارة أقل من الهواء. على سبيل المثال ، إذا كنت بحاجة إلى تسخين المياه 10 درجات من بئر تحت الأرض أثناء موجة حر 30 درجة. الحقيقة هي أنه من الأصح أن نطلق على المعامل ليس خسائر الحرارة ، ولكن معامل انتقال الحرارة. نظرًا لأنه إذا كان الماء في المجمع أبرد من الهواء ، فلا يوجد فقدان للحرارة في المجمع ، ولكن على العكس من ذلك ، تدخله حرارة إضافية من الهواء الأكثر دفئًا. يتم تفسير هذا المعامل بطريقة أنه إذا زاد الفرق في درجة الحرارة بين الماء والهواء بمقدار درجة واحدة ، فإن التبادل الحراري من خلال كل متر مربع من المجمع يزيد بمقدار 20 واط.

توضح هذه الخاصية (الكفاءة الضوئية) كفاءة تحويل الإشعاع الشمسي إلى حرارة مفيدة في ظل ظروف عندما تكون درجة حرارة المبرد في المجمع مساوية لدرجة الحرارة المحيطة. توضح الملاحظة سبب امتلاك أبسط المجمعين لهذا المؤشر أفضل قليلاً من تلك الموجودة في المصنع. لكن هذه هي كفاءة المجمع النظيف الجديد ، والجامع البدائي حساس جدًا للأوساخ. يصف النص أدناه مقدار الأوساخ التي تتراكم فيها أثناء الاستخدام.

الأوساخ والفقاعات في مجمعات بسيطة محلية الصنع

* الكثير من الأوساخ المختلفة تدخل إلى مياه جامع 1 فيلم من الخارج. في الأجهزة ذات الأغشية 2 و 3 ، يتم التعبير عن هذه المشكلة في رواسب الغبار على الفيلم العلوي ، وبعد أن يجف المطر أو ماء الندى ، يتم تجميع هذه الأوساخ في مناطق غير شفافة ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من كفاءة المجمع. ولكن من ناحية أخرى ، هناك عدة طرق بسيطة لإزالة هذه الأوساخ بعد المطر.
* كما يسقط الكثير من الأوساخ من الماء على شكل رقائق صغيرة على سطح الماء أو رقائق كبيرة في القاع. يتم تكثيف هذه الترسبات عن طريق تسخين الماء.
* يتراكم أيضًا " طلاء أبيض"(في الجزء العلوي من الفيلم الأول والجزء السفلي من الفيلم الثاني) ، مما يقلل الكفاءة بشكل كبير. إنها تلتصق بالأفلام بحزم شديد ، أي لا يتم إزالته بواسطة تيار من الماء (ويتم فركه بفرشاة بصعوبة كبيرة وليس تمامًا). ربما يكون هذا هو ترسيب الأملاح من الماء الساخن ، ولعل هذه هي عواقب تحلل الأغشية البلاستيكية.
* يمكن أن يُعزى جزء من الأوساخ الموجودة في المجمع إلى نواتج تحلل البولي إيثيلين بسبب الأشعة فوق البنفسجية وارتفاع درجة الحرارة. عادة ، يتحلل البولي إيثيلين إلى بيروكسيد الهيدروجين والألدهيدات والكيتونات. في الأساس ، هذه غازات أو سوائل شديدة الذوبان في الماء. أولئك. لا يبدو أنها تتساقط.
* تنخفض أيضًا كفاءة المجمع بسبب العدد الكبير من فقاعات الغاز (التي يصل قطرها إلى عدة مليمترات في الجزء العلوي من الطبقة الأولى والسفلية من الفيلم الثاني) ، والتي يتم إطلاقها عند تسخين الماء (عند تسخينها ، تقل قابلية ذوبان الغازات في الماء). من المثير للاهتمام أنه عندما يكون المجمع موجودًا على الأرض ، لا توجد فقاعات عمليًا في فيلمه الأول (لكنها في الجزء السفلي من الفيلم الثاني)
* قد تتكون فقاعات كبيرة تحت الفيلم الثاني ، وكذلك الهواء في الطيات. هذه المناطق ضبابية بسرعة ، وهذا يقلل من الكفاءة.
* عند حواف المجمع ، قد لا يكون الفيلم الثاني مجاورًا للماء: في مثل هذه المناطق ، يرتفع الجزء السفلي من الضباب وبالتالي ينقل الإشعاع الشمسي بشكل سيئ.
* في المجمعات ثلاثية الأفلام ، قد يكون هناك ضباب على الجزء السفلي من الفيلم الثالث. يحدث هذا عندما يتم تثبيت الفيلم الثاني بشكل غير صحيح (بسبب البخار من المجمع يمكن أن يخترق تحت الفيلم الثالث) أو بسبب تلفه. في مثل هذه الحالات ، تحتاج إلى تثبيت الفيلم الثالث بحيث تقوم الرياح بتهوية المسافة بينه وبين الطبقة الثالثة قليلاً.

تلوث مجمعات المياه نتيجة تحلل أغشية البولي إيثيلين

سيكون هذا التحلل ناتجًا عن التأثير المتزامن للأكسجين الجوي والإشعاع الشمسي فوق البنفسجي ودرجة حرارة 50-60 درجة. يتحلل البولي إيثيلين إلى ألدهيدات ، كيتونات ، بيروكسيد الهيدروجين ، إلخ.
عند تسخينها في مجمع كل 1 متر مكعب. متر مربع من الماء ، ستنبعث أغشية البولي إيثيلين حوالي 1 جرام من منتجات التحلل (هناك حوالي 100 جرام من الأفلام الأولى والثانية لكل متر مربع من المجمع ، وأثناء خدمتهم سيتم إطلاقها ، وفقًا لتقديرات تقريبية للغاية ، حوالي 10 جم من "تحلل المنتجات" وتسخين حوالي 10 متر مكعب من الماء). ولكن ليس من الواضح كم من 1 ملجم / لتر سوف يذهب إلى الماء ، وكم سوف يطير في الغلاف الجوي ، ويتعجل في قاع المجمع وخزان الماء الساخن ، ويذهب إلى هذا "الإزهار الأبيض" (الذي تحدثت عنه حول في النص السابق) ، لن يخرج خارج كتلة البولي إيثيلين
بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الواضح التأثير المفيد على تنقية المياه بسبب بقائها وتسخينها في المجمع (وهناك الكثير من الرواسب تتساقط منه) ، وكذلك بسبب بقائها في خزان الماء الساخن. وهكذا ، ووفقًا للتقديرات التقريبية ، فإن 0.1-0.5 ملغم / لتر من منتجات تحلل البولي إيثيلين ستدخل المياه ، والتي سيتم توزيعها على عشرات المواد الكيميائية. المواد بتركيزات 0.001-0.1 مجم لكل لتر من الماء الساخن. نظرًا لأن هذا ليس بعيدًا عن MPC للمواد الضارة ، فإن التشاور مع SES لن يكون ضروريًا. على سبيل المثال ، وفقًا لمعيار GN 2.1.5.689-98 "أقصى تركيز مسموح به (MAC) مواد كيميائيةفي مياه المسطحات المائية لاستخدام المياه المنزلية والمنزلية ":
- يوجد حد 13 قطعة. الألدهيدات - MPC من 0.003 مجم / لتر إلى 1 مجم / لتر ، على سبيل المثال ، الفورمالديهايد MPC - 0.05 مجم / لتر ، والمتطلبات الأكثر صرامة للبنزلدهيد - 0.003 مجم / لتر
- MPC لبيروكسيد الهيدروجين - 0.1 مجم / لتر
- 3 قطع. تحتوي الكيتونات الغريبة أيضًا على حدود MPC 0.1-1.0 مجم / لتر

الاستنتاجات:

1) إذا كان الماء "راكدًا" في المجمعات ، فإن تركيز "نواتج التحلل" فيه سيكون أكبر بعدة مرات أو عشرات المرات. قد يكون من الأفضل التخلص من الماء.
2) من المستحسن استخدام أغشية أرق (سوف تعطي "نواتج تحلل" أقل).
3) يفضل أن تكون الأفلام مستقرة قدر الإمكان. على سبيل المثال ، الدفيئة مفضلة على البولي إيثيلين العادي (غير الملون) ، فهي مستقرة ضد التعرض للأشعة فوق البنفسجية. مثال آخر: البولي إيثيلين كثافة عاليةيتحلل بشكل أبطأ بسبب ارتفاع درجة الحرارة من الكثافة المنخفضة.
4) يفضل أن تكون نسبة مساحة المجمعات لاحتياجات الجسم (في الماء الساخن) صغيرة قدر الإمكان. هذا ، على سبيل المثال ، متى المتطلبات اليومية 10 متر مكعب متر من الماء الساخن ، محطة بمساحة 50 مترًا مربعًا. جامعي يعطي التلوث (تركيز المواد الضارة) للمياه أقل بعشر مرات من محطة بمساحة 500 متر مربع. المجمعات ، بما في ذلك بسبب انخفاض درجة حرارة تسخين المياه بواسطة المجمعات ، مما يقلل من معدل تحلل البولي إيثيلين.
5) إذا كان فيلم المجمع الثاني أسود (وليس شفافًا) ، فيجب أن يكون تلوث المياه أقل عدة مرات (نظرًا لأن الأشعة فوق البنفسجية تخترق فقط الطبقة العلياالفيلم الثاني).
6) يمكنك التفكير في مثل هذا الخيار لتشغيل محطة شمسية عند تسخين المجمعات
خدمة المياه ، والتي تقوم بعد ذلك بنقل حرارتها من خلال مبادل حراري لتنظيف مياه DHW.

ما الأفضل استخدام غشاء لتجميع الحرارة الشمسية - أسود أم شفاف؟

يتم تقليل الكفاءة البصرية بشكل ملحوظ بسبب فقاعات الهواء وتعفير الطبقة الثانية من فيلم المجمع. هذا يرجع إلى حقيقة أن كفاءة الجهاز الذي يتم تشغيله فعليًا على مدار فترة التشغيل بأكملها ستكون عدة عشرات في المائة أقل. لذلك ، ليس من المنطقي السعي للحصول على أفلام باهظة الثمن ذات متانة كبيرة ، لأنه بعد بضعة أشهر من التشغيل ، سوف تتراكم الكثير من الأوساخ التي سترغب الأفلام في استبدالها. نظرًا لمثل هذه المشكلات مع مجموعة متنوعة من الأوساخ ، فإننا نميل إلى الاعتقاد بأن الفيلم الثاني يجب أن يظل معتمًا ، ولكنه أسود.

يحتوي هذا المجمع على فيلم أسود ولا يوجد انخفاض كبير في الكفاءة بسبب الأوساخ. لكن لديه مشكلة - الشمس تسخن فقط الطبقة العليا الرقيقة من الماء. ومع ذلك ، هناك العديد من الخيارات لحل المشكلة ، والتي سيتم الحصول عليها بعد البحث.

من المهم أن تضع في اعتبارك أن الرياح تزيد من معامل فقد الحرارة للمجمعات البدائية ، وفي حالة الفيلم الفردي ، يمكن أن يكون تأثير الرياح هذا جذريًا ، نظرًا لأن فقدان الحرارة من المجمع يزداد بسبب تبخر الماء ويمكن أن يصل لدرجة أنه حتى في يوم مشمس تمامًا ، ولكن مع الرياح القوية والرطوبة المنخفضة ، فإن فيلمًا واحدًا سيكون قادرًا على تسخين الماء بضع درجات فقط فوق درجة الحرارة المحيطة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب زيادة المعامل k1 بعدة عشرات في المائة إذا لم يكن هناك عزل حراري تحت المجمع وكان يقع مباشرة على الأرض ، على سطح السطح ، إلخ.

تقارن السلسلة 2 من هذا الفيلم بين البدائية ومشعبات المصنع حول مواضيع العمل الشتوي ، وسهولة الاتصال ، والجدوى الاقتصادية ، والتطبيقات في الممارسة العملية.

الجزء الثاني (عن العمل في الشتاء)

3 ، 4 سلسلة (صيانة)

- تجربة صب الماء في غلاف فيلم بولي إيثيلين:

محتوى

يقدم السوق الحديث مجموعة متنوعة من أجهزة التدفئة ، لكن تكلفتها مرتفعة للغاية. خاصة إذا كنت لا تحتاج إلى خزان واحد ، ولكن اثنين أو ثلاثة خزانات للتدفئة. تكاليف المرافق في ارتفاع مستمر ، يضطر الناس للبحث عن طرق للتوفير في التدفئة وتسخين الماء الساخن. يوجد مصدر بديل للتدفئة ، لذا يمكنك صنع مجمّع شمسي بيديك ، والذي سيستخدم طاقة الشمس لتلبية الاحتياجات المنزلية. هذا خيار اقتصادي لتدفئة المساحات وتزويد المباني السكنية بالماء الدافئ.

مجمع الطاقة الشمسية للتدفئة المنزلية

في المتاجر المحلية ، يمكنك العثور على معدات مماثلة ، لكن السعر سيكون أعلى من المبلغ الذي يتم إنفاقه على تثبيت نظام التدفئة التقليدي. يمكن صنع المجمع الشمسي بشكل مستقل باستخدام مواد مرتجلة يمكن العثور عليها دائمًا في ترسانة مالك مقتصد: صفائح من الصفيح ، وعلب ، زجاجات بلاستيكية، صفائح البولي ، الأنابيب الزجاجية ، إلخ.

مبدأ التشغيل

تعتبر المجمعات محلية الصنع رائعة للتدفئة وتسخين المياه في المنازل الصغيرة والمنازل الريفية وحمامات التدفئة. بعد أن قررت تجميع وحدة مماثلة في المنزل بيديك ، عليك أن تتذكر القوانين الفيزيائية ، وفهم مبدأ عملها:

• جهاز الاستقبال يمتص (يمتص) الطاقة الشمسية: يمكن استخدام الأسطح النحاسية أو الزجاجية باللون الأسود أو الداكن على هذا النحو. هذه هي المواد التي تتمتع بامتصاص أكبر وهي مثالية لتسخين المياه أو السوائل الأخرى.
• يتم نقل الحرارة من جهاز الامتصاص إلى خزان به سائل تبريد: ماء ، أو مضاد للتجمد ، أو أي سائل خاص آخر من شأنه تدفئة منزلك.
• يتم توفير المبرد من خلال الأنابيب إلى المشعات المستخدمة للاحتياجات المنزلية (الماء الساخن في المطبخ والحمام).

نسخة الصيف من التصميم

يمكنك صنع مجمّع شمسي بيديك بسرعة كافية ، فهذه ليست مهمة صعبة للغاية. لاستخدامه في البلد ، في الصيف ، لا تحتاج إلى مخططات معقدة ومعدات خاصة:

• إذا كانت المياه مطلوبة فقط في الشارع (دش خارجي ، ماء ساخن للغسيل ، حمام سباحة ، غسيل الأطباق ، احتياجات منزلية أخرى) ، يتم أيضًا تركيب الخزان في الشارع.
• عندما تكون هناك حاجة للمياه في المنزل ، سيتم تركيب الخزان بالداخل.
• في مثل هذا النظام ، يحدث الدوران الطبيعي للسائل ، لذلك يجب تثبيت الخزان 8-10 سم فوق مستوى البطارية.
• لتوصيل الخزان بالبطارية (جهاز امتصاص) ، ستحتاج إلى أنابيب بقطر معين.
• مع الطول الكبير للنظام ، من الأفضل تركيب مضخة من شأنها تعزيز حركة المبرد.

مهم! إذا كنت تخطط لاستخدام مجمّع شمسي لتسخين المياه ليس فقط في الصيف ، ولكن أيضًا في موسم البرد ، فسيكون المخطط مختلفًا ، فأنت بحاجة إلى مراعاة بعض الفروق الدقيقة.

هل من الممكن استخدام المجمع الشمسي في الشتاء

لاستخدام الجهاز على مدار العام ، تحتاج إلى معرفة المزيد حول كيفية عمل مجمع الطاقة الشمسية في فصل الشتاء. الفرق الرئيسي هو المبرد. نظرًا لأن الماء يمكن أن يتجمد في أنابيب الدائرة ، فيجب استبداله بمضاد التجمد. يعمل مبدأ التسخين غير المباشر مع تركيب غلاية إضافية. بعد ذلك ، الرسم التخطيطي هو:

• بعد تسخين مانع التجمد ، سيأتي من البطارية الموجودة بالخارج في ملف خزان المياه ويسخنه.
• ثم يتم توفير الماء الدافئ للنظام ، وتبريده مرة أخرى.
• تأكد من تركيب مستشعر ضغط (مقياس ضغط) وفتحة تهوية وصمام تمدد لتخفيف الضغط الزائد.
• كما هو الحال في الإصدار الصيفي ، لتحسين الدورة الدموية ، من الضروري توفير مضخة دورانية.

بحاجة إلى معرفة! هناك مخططات تجميع مختلفة يمكنك أن تصنعها بنفسك ، فهي تختلف في ميزات التصميم ، ولها مزايا وعيوب.

الجهاز والأنواع

تقليديا ، يمكن تصنيف هذه الأنظمة إلى نوعين:

• سائل (الذي نتحدث عنه في هذه المادة) ؛
• مجمعات الهواء الشمسية ، والتي لا تستخدم الهواء السائل ، ولكن الهواء الساخن.

يتم تقسيمها أيضًا حسب الكفاءة ، لأنها توفر نقلًا مختلفًا للحرارة. يعتمد ذلك على المواد المستخدمة في صنع البطارية ومساحتها. الموقع الأمثل للامتصاص هو السقف:

• يتلقى أكبر قدر من ضوء الشمس ،
• لها مساحة كبيرة
• لا تشغل البطارية المثبتة على السطح مساحة مفيدة ولا تتداخل مع أي شخص.

يمكن أن يكون تصميم المجمع الشمسي من عدة أنواع ، أهمها:

• مشعب التسخين الفراغي ، الذي يتميز بتصميم أكثر تعقيدًا. تعتبر مجمعات الطاقة الشمسية الفراغية رائعة لتسخين المساحات وتسخين المياه في أي وقت من السنة ، وستوفر بشكل كامل منزلًا صغيرًا ، كوخًا ؛
• يمكن أن يكون المجمع الشمسي المسطح سائلاً وفراغًا. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا لأنه سهل التركيب ، وفي حين أنه فعال ، يمكنه تزويد المنزل بالكمية اللازمة من الحرارة لتدفئة المكان ، والمياه للاحتياجات المنزلية ؛
• ثيرموسيفون - تستخدم الأنابيب الزجاجية أو المعدنية كممتص ؛
• أنبوبي - أبسط نوع يمكن صنعه للبيوت الصيفية ، بدائي للغاية ، وغير مناسب للاستخدام في الشتاء.

نحن مهتمون بتصميم يوفر الماء الساخن والتدفئة في المنزل في أي وقت من السنة ، وسنركز على خيارين مثاليين ، والنظر في جهاز تجميع الطاقة الشمسية الفراغي والآخر المسطح.

جامع مسطح

هذا هو أكثر أنواع المجمعات شيوعًا التي يمكنك صنعها بنفسك. مناسب تمامًا للاستخدام في الموسم الدافئ لتسخين المياه ، في فصل الشتاء تقل الكفاءة.

ميزة التصميم على النحو التالي.:

• العلبة مستطيلة الشكل أو مربعة الشكل ، مصنوعة من المعدن أو مادة أخرى ذات موصلية حرارية عالية ، مغطاة بطلاء أسود ؛
• يتم وضع لوحة في الداخل ، حيث يتم وضع ملف مصنوع من أنبوب نحاسي ذو مقطع عرضي صغير ؛
• يدور سائل التبريد عبر الأنابيب: الماء ، والبروبيلين غليكول ، ومضاد التجمد ، والسوائل المناسبة الأخرى ؛
• أيضًا ، يتم وضع مادة عازلة للحرارة داخل العلبة ، مما يقلل من فقد الحرارة ؛
• عند تجميع مجمّع من هذا النوع ، تحتاج إلى تخزين لوح من البولي كربونات أو الزجاج ، والذي سيكون بمثابة غطاء ويقوم بوظيفتين: منع تغلغل الحطام ، والتساقط ، وتعزيز التسخين.

مهم! قبل تجميع الهيكل ، تحتاج إلى فحص اللحامات بحثًا عن التسريبات من أجل منع دخول الرطوبة والغبار إلى الوحدة والهواء الدافئ من العوامل الجوية.
نصائح العناية! لتجنب انخفاض الكفاءة ، تحتاج إلى مسح السطح الزجاجي بانتظام من الغبار والأوساخ.

مشعب الفراغ

يمكن استخدام مجمعات الطاقة الشمسية من النوع الفراغي لتسخين المياه. نظرًا لميزات تصميمها ، فهي أكثر قوة: فهي قادرة على توليد الطاقة الحرارية ، وهو ما يكفي لتسخين المياه وتدفئة الفضاء.

ميزات التصميم:

• الأنابيب التي توضع في قوارير مع ضخ الهواء للخارج تسمح بتقليل الفاقد ؛
• يتم تغطية الجزء العلوي من الأنابيب بمادة امتصاص تمتص الطاقة الضوئية ، داخلها مملوءة بمضاد التجمد (المبرد) ؛
• أطراف الأنابيب متصلة بالأنبوب الذي يمر من خلاله المبرد ؛
• عند تسخينه ، يغلي مضاد التجمد ، ويتحول إلى بخار ، والذي بدوره يرتفع ويسخن المبرد ؛
• هذا التصميم له عيب: في حالة فشل أنبوب واحد على الأقل ، يصبح الإصلاح مشكلة كبيرة ، حيث أنهما متصلان في سلسلة. سيكون عليك استبدال كل "الدواخل".

سيكون مجمع الهواء الشمسي للتدفئة أكثر كفاءة ومناسبًا للحفاظ على درجة الحرارة في النظام في أي موسم. على الرغم من أنه في الطقس البارد ، قد تنخفض كفاءة المجمع العامل بشكل طفيف بسبب ساعات النهار القصيرة ونشاط الإضاءة المنخفضة.

نصائح العناية! انتبه إلى السطح الداخلي لخزان المياه ، حيث يتم تغطيته بالمقياس بمرور الوقت ، وهناك حاجة إلى التنظيف. التردد يعتمد على نوعية المياه في المنطقة.

يرجى ملاحظة: من غير الواقعي صنع أنابيب مفرغة بهواء مضخ للخارج في ظروف حرفية ، يجب شراؤها. سيؤدي ذلك إلى زيادة طفيفة في تكلفة ترتيب هذا النوع من المجمعات.

صنع مجمّع شمسي محلي الصنع

إذا كنت مهتمًا بمسألة كيفية صنع مجمّع شمسي ، ففكر المراحل الرئيسية لتصنيع الهياكل المسطحة:

• تحتاج أولاً إلى حساب أبعاد السخان المستقبلي ، بناءً على مساحة الغرفة المدفأة. سيعتمدون أيضًا على مستوى النشاط الشمسي في منطقة معينة ، وموقع المنزل ، والتضاريس ، والمواد المستخدمة ، وعوامل أخرى. لكن نقطة البداية لا تزال هي مساحة السطح التي سيتم تثبيتها عليها.
• ضع في اعتبارك ما الذي سيصنع منه جهاز الامتصاص (المستقبل). لهذه الأغراض ، يمكنك استخدام أنابيب النحاس والألمنيوم ، والبطاريات الفولاذية المسطحة ، والخرطوم المطاطي الملفوف ، إلخ.
• يجب طلاء جهاز الاستقبال باللون الأسود.
• فأنت بحاجة إلى صنع مبيت جامع ، مواد مختلفة مناسبة لذلك. الأكثر شيوعًا هو الخشب ، ويمكن استخدام الزجاج. إذا كانت هناك نوافذ قديمة مع زجاج - مثالي.
• بين الجزء السفلي من الغلاف والامتصاص ، من الضروري وضع مادة عازلة للحرارة (الصوف المعدني أو البلاستيك الرغوي) ، والتي ستمنع فقدان الحرارة.
• قم بتغطية كامل مساحة السخان بصفائح معدنية (مصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ الرقيق) ، مما يعزز التأثير.
• ضع أنابيب الملف في الأعلى ، ثم اربطها بالصفائح المعدنية بأقواس بناء أو بطرق أخرى ، أخرج نهايات الملف.
• من الأعلى ، يتم تغطية مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية بمادة تنقل الضوء ، وغالبًا ما تكون من الزجاج. يمكنك استخدام البولي كربونات الشفاف ، وهو أكثر عملية: مقاومة للصدمات الميكانيكية ، متواضع في الرعاية.
• يجب تغطية خزان المياه بمادة عازلة أو طلاءه باللون الأسود لإبطاء عملية تبريد الماء.
• قم بتركيب عنصر التسخين في الموقع وربطه بالأنابيب بخزان التخزين بالماء.
• قم بتنفيذ أعمال بدء التشغيل ، وتحقق من الأسلاك بطول الطول بالكامل بحثًا عن التسريبات بسبب التوصيلات ذات الجودة الرديئة.

مهم! لنقل أفضل للحرارة ، من الضروري ترك مسافة 10-15 مم تقريبًا بين الزجاج وأنابيب التسخين. يجب أن تكون جميع المفاصل محكمة الغلق.

تلخيص لما سبق

في سياق الارتفاع الكلي في تكلفة المرافق ، يمكن استخدام طرق بديلة لتدفئة المساحات وتسخين المياه لتلبية الاحتياجات المنزلية. في بلدان أخرى ، تم استخدام مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة لفترة طويلة.

إذا كنت لا ترغب في دفع أموال كبيرة لمجمع مياه صناعي ، فيمكنك تجميعه بنفسك باستخدام مواد الخردة. هل تريد أن يكون التصميم أكثر صلابة وقادرًا حقًا على تلبية احتياجات الماء الساخن وتدفئة منزلك؟ بعد ذلك ، سيتعين عليك زيارة متجر لاجهزة الكمبيوتر ، والاستعداد للتجميع بشكل أكثر شمولاً: شراء قوارير مفرغة ، وأنابيب خاصة ، وألواح زجاجية أو بولي كربونات ، ومكونات أخرى.

عند تحديد النظام الأمثل ، ضع في الاعتبار: مجمعات الطاقة الشمسية ، مثل أي حل تقني ، لها مزايا وعيوب يجب أخذها في الاعتبار.

إيجابيات وسلبيات النظام الشمسي

من بين الجوانب الإيجابية:

• الحصول على نوع صديق للبيئة من الطاقة مجانًا ؛
• تخفيض فواتير المرافق لتسخين المياه المركزي بنسبة تصل إلى 40-50٪ ؛
• فترة استرداد قصيرة
• القدرة على تسخين المياه للاحتياجات المنزلية وتدفئة الغرف الصغيرة في الشتاء ؛
• مجموعة واسعة من المواد ، سهولة تجميع الهياكل.

النقاط السلبية:

• تكاليف العمالة لإنشاء جهاز تجميع الضوء ؛
• انخفاض في الكفاءة في فصل الشتاء ، مما يجعل من المستحيل عمليا استخدام مثل هذه الأنظمة في خطوط العرض الشمالية ؛
• بحاجة إلى رعاية وقائية وتنظيف ؛
• في الطقس البارد ، من الضروري استخدام مضاد التجمد ، مما يستلزم تكاليف إضافية.

مصادر الطاقة. ستكون الطاقة الشمسية المجانية قادرة على توفير الماء الدافئ للاحتياجات المنزلية على الأقل 6-7 أشهر في السنة. وفي الأشهر المتبقية - يساعد أيضًا نظام التدفئة.

ولكن الأهم من ذلك ، يمكن صنع مجمّع شمسي بسيط (على عكس ، على سبيل المثال ، من) بشكل مستقل. للقيام بذلك ، ستحتاج إلى مواد وأدوات يمكن شراؤها من معظم متاجر الأجهزة. في بعض الحالات ، يكفي ما هو موجود في المرآب العادي.

تم استخدام تقنية تجميع السخان الشمسي الموضحة أدناه في المشروع "أشعل الشمس - عش بشكل مريح". تم تطويره خصيصًا للمشروع من قبل شركة ألمانية دعوى قضائية ضد شريك الطاقة الشمسية، التي تعمل باحتراف في بيع وتركيب وخدمة مجمعات الطاقة الشمسية والأنظمة الكهروضوئية.

الفكرة الرئيسية هي أن كل شيء يجب أن يكون رخيصًا ومبهجًا. لتصنيع المجمع ، يتم استخدام مواد بسيطة وشائعة إلى حد ما ، لكن كفاءتها مقبولة تمامًا. إنه أقل من طرازات المصانع ، لكن الفرق في السعر يعوض تمامًا عن هذا النقص.

تمر أشعة الشمس عبر الزجاج وتسخن المجمع ، بينما يمنع التزجيج الحرارة من الهروب. يعيق الزجاج أيضًا حركة الهواء في جهاز الامتصاص ؛ فبدونه ، سيفقد المجمع الحرارة بسرعة بسبب الرياح أو المطر أو الثلج أو درجات الحرارة الخارجية المنخفضة.

يجب معالجة الإطار بمطهر وطلاء للاستخدام الخارجي.

يتم عمل ثقوب من خلال الغلاف لتزويد البرودة وإزالة السائل الساخن من المجمع.

الماص نفسه مطلي بطبقة مقاومة للحرارة. تبدأ الدهانات السوداء التقليدية عند درجات الحرارة العالية في التقشر أو التبخر ، مما يؤدي إلى تعتيم الزجاج. يجب أن يجف الطلاء تمامًا قبل ضبط الغطاء الزجاجي (لمنع التكثف).

يتم وضع سخان تحت الامتصاص. الصوف المعدني الأكثر استخدامًا. الشيء الرئيسي هو أنه يمكن أن يتحمل درجات حرارة عالية إلى حد ما خلال فصل الصيف (في بعض الأحيان أكثر من 200 درجة).

من الأسفل ، يتم تغطية الإطار بألواح OSB ، والخشب الرقائقي ، والألواح ، إلخ. الشرط الرئيسي لهذه المرحلة هو التأكد من أن الجزء السفلي من المجمع محمي بشكل موثوق من دخول الرطوبة إلى الداخل.

لإصلاح الزجاج في الإطار ، يتم عمل أخاديد أو تثبيت شرائط داخل الإطار. عند حساب أبعاد الإطار ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عندما يتغير الطقس (درجة الحرارة ، الرطوبة) خلال العام ، سيتغير تكوينه قليلاً. لذلك ، يتم ترك بضعة ملليمترات من الهامش على كل جانب من الإطار.

يتم توصيل ختم النافذة المطاطي (على شكل D أو E) بالأخدود أو الشريط. يتم وضع الزجاج عليه ، حيث يتم تطبيق مانع التسرب بنفس الطريقة. من الأعلى ، يتم إصلاح كل هذا بالقصدير المجلفن. وبالتالي ، يتم تثبيت الزجاج بإحكام في الإطار ، ويحمي الختم الممتص من البرودة والرطوبة ، ولن يتضرر الزجاج عندما "يتنفس" الإطار الخشبي.

يتم عزل الوصلات بين ألواح الزجاج بمادة مانعة للتسرب أو سيليكون.

لتنظيم التدفئة الشمسية في المنزل ، تحتاج إلى خزان. يتم هنا تخزين الماء الذي يتم تسخينه بواسطة المجمع ، لذلك يجب أن تهتم بالعزل الحراري.

كخزان يمكنك استخدام:

• غلايات كهربائية غير عاملة
• اسطوانات غاز مختلفة
• براميل للاستخدام الغذائي

الشيء الرئيسي الذي يجب تذكره هو أنه سيتم إنشاء الضغط في خزان مغلق اعتمادًا على ضغط نظام السباكة الذي سيتم توصيله به. ليست كل حاوية قادرة على تحمل ضغط العديد من الأجواء.

يتم عمل ثقوب في الخزان لمدخل ومخرج المبادل الحراري والمدخلات ماء بارد، وسياج ساخن.

يحتوي الخزان على مبادل حراري حلزوني. بالنسبة لها ، يتم استخدام النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك. سيرتفع الماء المسخن من خلال المبادل الحراري ، لذا يجب وضعه في قاع الخزان.

يتم توصيل المجمع بالخزان باستخدام أنابيب (على سبيل المثال ، معدن - بلاستيك أو بلاستيك) يتم سحبها من المجمع إلى الخزان من خلال المبادل الحراري والعودة إلى المجمع. من المهم للغاية هنا منع تسرب الحرارة: يجب أن يكون المسار من الخزان إلى المستهلك قصيرًا قدر الإمكان ، ويجب أن تكون الأنابيب معزولة جيدًا.

يعتبر خزان التمدد عنصرًا مهمًا جدًا في النظام. إنه خزان مفتوح يقع في أعلى نقطة في دائرة دوران السوائل. بالنسبة لخزان التمدد ، يمكنك استخدام كل من الحاويات المعدنية والبلاستيكية. بمساعدتها ، يتم التحكم في الضغط في المشعب (نظرًا لحقيقة أن السائل يتمدد من التسخين ، يمكن أن تتكسر الأنابيب). لتقليل فقد الحرارة ، يجب أيضًا عزل الخزان. إذا كان الهواء موجودًا في النظام ، فيمكنه أيضًا الخروج من الخزان. من خلال خزان التمدد ، يتم تعبئة المجمع أيضًا بالسائل.

إذا كنت مؤيدًا للطرق البديلة للحصول على طاقة حرارية غير مكلفة ، فحاول صنع مجمّع شمسي أولي بيديك. أجهزتها بسيطة نسبيًا ، وكفاءتها عالية جدًا.

أنواع مختلفة من مجمعات الطاقة الشمسية - ما هي؟

المجمعات هي أجهزة قادرة على امتصاص الطاقة الشمسية وتعديلها إلى حرارة ثم إرسالها إلى المبرد. يتم تصنيع مجمّع الطاقة الشمسية القياسي على شكل علبة بلاستيكية أو معدنية ، حيث يتم تثبيت ألواح معدنية سوداء. يمكن تسخين هذه اللوحات إلى أي درجة حرارة محددة.

اعتمادًا على حجمها ، يتم تقسيم المجمعات إلى درجات حرارة عالية ومتوسطة ومنخفضة. من غير الواقعي صنع أجهزة ذات درجة حرارة عالية في المنزل. يتم إنشاؤها باستخدام تقنيات معقدة للتشغيل في المنشآت الصناعية الكبيرة. يمكن استخدام الهياكل ذات درجة الحرارة المتوسطة التي تتراكم كمية كافية من الطاقة الشمسية لتدفئة المباني السكنية ، والهياكل ذات درجة الحرارة المنخفضة لتسخين المياه. من الممكن جدًا أن تصنع هذين النوعين من المجمعات بنفسك.

الأجهزة التي نهتم بها مقسمة إلى الأنواع التالية:

• مسطحة؛
• تراكمي؛
• هواء؛
• سائل.

المجمّع ذو اللوح المسطح عبارة عن هيكل صندوقي معدني به صفيحة لامتصاص الضوء من الشمس. إنه مغطى بغطاء مصنوع من الزجاج بكمية صغيرة من الحديد ، بسبب دخول جميع أشعة الشمس تقريبًا إلى لوحة استقبال الحرارة. يجب أن يكون التصميم معزولًا حرارياً. كفاءة هذا المجمع صغيرة بشكل موضوعي - حوالي 10٪. يمكن زيادتها عن طريق تطبيق أشباه موصلات خاصة ذات خصائص غير متبلورة على الرقاقة. هذه الأجهزة مناسبة لتسخين المياه في الحياة اليومية.

يعتبر المجمع الحراري (التراكمي) أكثر كفاءة. يتم استخدامه لتسخين المياه والحفاظ على درجة الحرارة عند مستوى معين في الغرفة لبعض الوقت. من الناحية الهيكلية ، يتم تصنيعها على شكل 1-3 خزانات مثبتة في صندوق مع عزل حراري. مثل الجهاز المسطح ، فهو مغطى بغطاء زجاجي. في الطقس البارد ، من الصعب استخدام مثل هذا المجمع. لكن في الصيف ، عندما يكون ضوء الشمس قويًا جدًا ، يمكن استخدامه في المنزل.

تستخدم الهياكل الشمسية السائلة الماء كمبرد. إنها مصنوعة بمبدأ مفتوح أو مغلق للتبادل الحراري ، ويمكن أن تكون بدون زجاج ومزجج. إن تشغيل هذه الأجهزة محفوف بالإزعاج - غالبًا ما تتسرب وقد تتجمد جيدًا في أشهر الشتاء. مُجمعات الهواء ، التي تُستخدم غالبًا لتجفيف الفواكه والخضروات وكميات صغيرة نسبيًا من المنتجات الزراعية الأخرى ، محرومون من هذه المشاكل. السيارة الهوائية بسيطة من الناحية الهيكلية ، ومن السهل صيانتها ، لذا فهي تتمتع بشعبية مستحقة.

كيف يعمل المجمع - الأمر بسيط

أي من الهياكل التي تم النظر فيها في المقالة لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية لها مكونان رئيسيان - مبادل حراري وجهاز بطارية يلتقط الضوء. والثاني يعمل على التقاط أشعة الشمس ، والأول - لتعديلها إلى حرارة.

المجمع الأكثر تقدمًا هو الفراغ. في ذلك ، يتم إدخال أنابيب المراكم في بعضها البعض ، ويتم تشكيل مساحة خالية من الهواء بينهما. في الواقع ، نحن نتعامل مع ترمس كلاسيكي. يوفر مجمع الفراغ ، نظرًا لتصميمه ، عزلًا حراريًا مثاليًا للجهاز. بالمناسبة ، الأنابيب الموجودة فيه لها شكل أسطواني. لذلك ، فإن أشعة الشمس تسقط عليها بشكل عمودي ، مما يضمن أن المجمع يتلقى كمية كبيرة من الطاقة.

هناك أيضًا أجهزة أبسط - أنبوبي ومسطحة. يتفوق عليهم الفراغ المتشعب في كل شيء. مشكلتها الوحيدة هي التعقيد المرتفع نسبيًا للتصنيع. يمكنك تجميع مثل هذا الجهاز في المنزل ، لكن الأمر سيستغرق الكثير من الجهد.

المبرد في مجمعات الطاقة الشمسية للتدفئة المعنية هو الماء ، والذي يكلف القليل ، على عكس أي وقود حديث ، ولا ينبعث في البيئة ثاني أكسيد الكربون. جهاز لالتقاط أشعة الشمس وتحويلها ، والذي يمكنك صنعه بنفسك ، بمعلمات هندسية 2 × 2 متر مربع ، قادر على تزويدك بحوالي 100 لتر من الماء الدافئ يوميًا لمدة 7-9 أشهر. ويمكن أيضًا استخدام الهياكل كبيرة الحجم لتدفئة المنزل.

إذا كنت ترغب في إنشاء مجمّع للاستخدام على مدار العام ، فستحتاج إلى تثبيت مبادلات حرارية إضافية عليه ، ودائرتين مع عامل مضاد للتجمد وزيادة سطحه. ستوفر لك هذه الأجهزة الدفء في كل من الطقس المشمس والغيوم.

تثبيت ستانيلوف - كيف تصنعه بنفسك؟

في أوروبا ، هناك طلب على منشآت التدفئة المنزلية التي يتم إنتاجها وفقًا لرسومات ستانيسلاف ستانيلوف ، وهو مخترع ومهندس مشهور من بلغاريا. يمكنك أيضًا تجميع مثل هذا المجمع الشمسي بيديك ، مسترشدًا بمخطط العمل التالي:

1. نأخذ ألواحًا خشبية بقسم 12 × 2.5 (3) سم ، ونطرق صندوقًا منها معًا ، ونعزز قاعها أيضًا بقضبان 5 × 3 سم.
2. نضع مادة عازلة للحرارة في الجزء السفلي من الصندوق الناتج - الصوف المعدني أو رغوة البوليسترين أو ألواح الرغوة ، وفي الأعلى - ورقة من القصدير أو الحديد العادي.
3. سيكون من الضروري عمل مبرد أنبوبي من أنابيب فولاذية (لحام العديد من منتجات الأنابيب معًا) وتثبيته في صندوق.
4. نصلح الرادياتير بحذر بأخرى فولاذية ، ونغطي الشقوق والفجوات في الصندوق ، ونغلقه.
5. نقوم بطلاء العناصر الهيكلية الخارجية باللون الأبيض أو الفضي (مما يقلل بشكل كبير من فقد الحرارة) والمبرد وأسفل الصندوق - باللون الأسود.

بعد ذلك ، سيكون من الضروري عمل جهاز تخزين حراري وغرفة أمامية خاصة. يمكن تنفيذ وظيفة الأول بواسطة أي حاوية محكمة الغلق بحجم 150-400 لتر. يُسمح بأخذ عدة خزانات وربطها معًا. من السهل صنع أفانكاميرا من وعاء (مغلق بالضرورة) بحجم 40 لترًا أو أكثر. يجب وضعها في الرافعة الكروية المعتادة المستخدمة في. من الضروري تشكيل ضغط صغير ولكن ثابت في الغرفة.

محرك جهاز منزلي الصنع لتدفئة المنزل معزول ويوضع في صندوق خشب رقائقي مُجهز مسبقًا. المسافة بين جدرانه وخزان التخزين مليئة بالبلاستيك الرغوي والصوف المعدني. يستخدم بعض الحرفيين نشارة الخشب العادية للعزل لتقليل تكلفة البناء. الآن يمكنك البدء في تجميع وتركيب المجمع. أولاً ، ركب غرفة الانتظار وقم بالقيادة في هيكل واحد. في الخزان ، يجب أن يكون مستوى الماء أقل بمقدار 0.8-0.9 متر من مستوى الغرفة الأمامية.

ثم تقوم بتوصيل الأنابيب بمكونات المجمع: تغذية المجمع ، وإمداد الخلاطات بالماء (الساخن) ، وتوفير الماء (البارد) للغرفة الأمامية والخلاطات ، ومدخل الماء البارد ، وتصريفين - للغرفة الأمامية والمجمع. في المناطق ذات ضغط الماء المنخفض ، يوصى بتركيب منتجات أنبوبية ذات مقطع عرضي 1 بوصة ، مع ضغط مرتفع - 1/2 بوصة. لتوصيل الأنابيب ، يتم استخدام توتنهام ، المحملات ، المحولات ، التركيبات. هنا تحتاج إلى إلقاء نظرة على الموقف ، ما هي العناصر التي يجب شراؤها عند تثبيت مجمع لتدفئة منزل خاص.

يتم وضع الهيكل المجمع على سطح الجانب الجنوبي من المبنى. بالنسبة إلى الأفق ، يجب أن تكون زاوية ميله حوالي 45 درجة.

كيفية تجميع مجمع الهواء لمنزل من downpipes؟

من الأسهل والأرخص صنع جهاز يستخدم الهواء كمبرد بدلًا من الماء. يتم تجميع الهواء لتسخين المياه وتدفئة المنزل على النحو التالي:

1. قم بتجميع الإطار من ألواح 3-4 سم. يتم أيضًا تثبيت لوح من الخشب الرقائقي (بسماكة 1 سم) مع خصائص مقاومة عالية للرطوبة على جداره الخلفي.
2. نقوم بعزل الأسطح الجانبية للصندوق المجمع ببوليسترين ممتد ، وعزل الجدار الخلفي بالصوف المعدني.
3. يتكون جهاز الامتصاص الذي سيحصل عليه مجمع الهواء من صفائح رقيقة من الألومنيوم وأنابيب تصريف ومشابك من الألومنيوم لربط هذه العناصر في نظام واحد. يتم وضع الورقة في الجسم ، ويتم توصيل الأنابيب بها. تم إصلاح الأخير بالإضافة إلى ذلك بقسم مصنوع من الخشب.
4. نصنع مدخلًا وخروجًا للأنابيب على جانب واحد من الجسم.
5. نحن نرسم مشعب الهواء باللون الأسود.

نعلق ورقة من البولي الخلوي في مقدمة الهيكل. الآن يمكنك تثبيت مشعب الهواء المصنوع. يتم تنفيذ هذا الإجراء على دعامات ثابتة (سيصبح الجهاز ثقيلًا جدًا) على الجانب الجنوبي من المبنى. ثم تحتاج فقط إلى توصيل مشعب الهواء بنظام تهوية المبنى.

الإجراء بأكمله مرئي بوضوح على الفيديو. استخدمه على بديل صحي - طاقة شمسية مجانية عمليًا!

البناء الموضح أدناه عبارة عن مجمّع شمسي حراري يعتمد على أنبوب نحاسي وزعانف من الألومنيوم. تتمتع الزعانف النحاسية بتبديد حرارة أكثر كفاءة قليلاً ، لكن تكلفة الألواح النحاسية تزيد من سعر المجمع بمقدار 3-4 مرات. كما أن لحام أضلاع الأنابيب ليس بالمهمة السهلة. إن أداء طريقة نقل الحرارة من ألواح الألمنيوم إلى الأنابيب النحاسية هو ضمان اتصال حراري جيد. كيف يتم تنفيذه - اقرأ أدناه. هذا النموذج الأولي متاح على الرابط.

ما هو الغرض من نظام ترموسيفون محلي الصنع:

• أداء قريب من هواة الجمع التجاريين.
• تكلفة منخفضة (حتى 1/4 من سعر النظام الذي تم شراؤه).
• عمر خدمة طويل.
• سهولة القيام بذلك بنفسك من المواد المتاحة للجميع.

تسخن الشمس الماء وتقلل من كثافته وترتفع المياه إلى الخزان. يترك الماء الساخن المجمع ، ويتم استبداله تدريجياً بالماء البارد ، الذي يتم توفيره عن طريق الدوران الطبيعي من الخزان إلى المجمع من خلال الوصلة السفلية. المضخة في هذا التصميم ليست ضرورية. يتم التحكم تلقائيًا ، حيث تتوقف حركة الماء بمجرد أن يبرد المجمع تحت درجة حرارة خزان التخزين. تمت مناقشة مبدأ الثيرموسيفون بالتفصيل في المقالة.

لا يوفر هذا الإصدار من المجمع الحراري استخدامًا في درجات حرارة دون الصفر ، لذلك ، في الصقيع الأول ، يجب تصريف النظام.

على سبيل المثال ، يتم أخذ نموذجين أوليين من نفس التكوين ، لذلك قد تختلف الصور في بعض التفاصيل الصغيرة.

نظام ثيرموسيفون بيديك

ما هو المجمع الشمسي الحراري المصنوع من:

• لوح البولي كاربونات المموج SunTuf.
• إطار الخشب.
• الخشب الرقائقي أو OSB للقاعدة.
• العزل الحراري الصلب (يمكن أن يكون عازل الحرارة أي شيء ، وستعتمد "طبقات" الركيزة على هذا - مع العزل الصلب في هذا التصميم ، لم يعد الجزء الخلفي من المجمع مغطى بأي شيء).
• لوح ألمنيوم لامتصاص 0.5 مم.
• أنابيب نحاسية.
• تركيبات نحاسية.
• سيليكون مقاوم للحرارة.
• البراغي والطلاء والقضبان المتموجة لربط البولي (يمكن تصنيعها من الألواح مع بانوراما).

يعتمد هذا التصميم لمجمع الطاقة الشمسية الحرارية على ماص الألمنيوم. تزيد الزعانف من مساحة انتقال الحرارة من اللوح إلى الأنبوب ولها أخدود على شكل هذا الأنبوب.

طريقتان لجعل أنبوب امتصاص النحاس من الألومنيوم

غالبًا ما يستخدم الكنديون والأمريكيون والأستراليون استخدام صفائح الألمنيوم جنبًا إلى جنب مع الأنابيب النحاسية. لدينا هذا القرار الذي لا يحظى بشعبية (على حد علمي). شخص ما مخطوب ، شخص ما يرسم الأنابيب فقط.

جهاز ثني صفائح الألمنيوم مصنوع من الخشب الرقائقي بسمك 19 مم وطول حوالي متر ، حيث يوجد أخدود مربع الشكل 16 × 16 مم. لتشكيل استراحة تحت الأنبوب ، تم أخذ قضيب فولاذي بقطر 16 مم (يتم أخذ الأنبوب في معظم المجمعات نصف بوصة).

يتكون "العش" لقولبة الألمنيوم من قطعتين من الخشب الرقائقي مقاس 16 مم ملتصقين ومثبتين بالقاعدة لتشكيل أخدود مربع. تحتوي صفائح الألمنيوم لبعض العلامات التجارية بالفعل على طية طفيفة في منتصف الصفيحة تمامًا ، وإذا لم تكن موجودة ، فعليك أن تكون أكثر حرصًا عند الانحناء.

تبدو طريقة الضغط بالمطرقة غير مقنعة للوهلة الأولى ، لكنها تعمل بشكل رائع من الناحية العملية. عملية ثني الألومنيوم بقضيب ومطرقة ثقيلة واضحة من الصورة: ضع المعدن على الخشب الرقائقي فوق الأخدود تمامًا ، وقم بتثبيت القضيب ، وامسكه ، ودون بذل جهد إضافي ، اضرب الهيكل بمطرقة رأسية. هذه الطريقة تمنع الأضلاع من الانحناء.

بمجرد أن تتعطل ، لن يستغرق ثني أحد الماصات أكثر من 20 ثانية.

لا تنس التحقق من إحكام الامتصاص في الأنبوب.

يمكن دائمًا تحسين ثني الخشب الرقائقي باستخدام حاملات القضبان ، ومحدد من جانب واحد بحيث لا تنزلق صفائح الألمنيوم على الخشب الرقائقي.

لا تجعل الزعانف طويلة جدًا ، حيث يتمدد النحاس والألمنيوم بمعدلات مختلفة وزعانف قصيرة (60-70 سم) ستؤدي المهمة بشكل أفضل. يجب محاذاة الأضلاع والضغط عليها.

هناك طريقة لف الأنبوب بالكامل بالألمنيوم. شاهد الصور خطوة بخطوة لهذه العملية أدناه.

تسمح هذه الطريقة بالتلامس الكامل للممتص مع الأنبوب النحاسي ، مما يحسن أداء المجمع ، ولكنه يعقد أيضًا عملية إنشاء الممتص.

بالطبع ، الأساليب الموصوفة هنا ليست حدود الخيال. أثناء إعداد المقال ، صادفت أيضًا حلولًا عالية التقنية للاستخدام المنزلي ، مثل هذه:

كيفية محاذاة زعانف امتصاص الألومنيوم

ربما يمكنك الخروج بالعديد من الخيارات حول كيفية محاذاة جهاز الامتصاص بعد الانحناء. في هذه الحالة ، قام مؤلف التصميم ببناء مكبس ، والذي تراه في الصورة. لقد احتاج إلى تصنيع الكثير من الألومنيوم للتدفئة الأرضية وكانت هذه المكبس أسرع وأنظف من طريقة المطرقة.

تدفع آلة الضغط خلال الألومنيوم بقضيب فولاذي ثابت. يعمل هذا التصميم بشكل جيد للغاية بسبب الرافعات الطويلة التي تزيد من وزن الجسم.

حتى إذا كانت الزعانف تتطابق تمامًا مع شكل الأنبوب ، فإن السيليكون ضروري لتحسين الترابط بين المعادن.

كيفية تحسين الالتصاق بين المعادن

يتم وضع طبقة رقيقة من السيليكون المقاوم للحرارة على الأخدود. يحتوي السيليكون على موصلية حرارية أكبر بعشر مرات من الهواء ، لذلك حتى مع الالتصاق الجيد جدًا ، فإنه لن يتداخل. بالإضافة إلى الموصلية الحرارية ، يقلل السيليكون من مخاطر التآكل الجلفاني عن طريق منع الرطوبة المحتملة. سأخبرك المزيد عن تحسين الالتصاق بين جهاز الامتصاص في المقالة التالية.

وضع شريط إضافي من الألمنيوم تحت الأنبوب

بعض المشعبات النموذجية تضع صفيحة ألمنيوم أخرى تحت كل أنبوب نحاسي. هذه منطقة تلامس إضافية بين النحاس والممتص ، مما يساعد على تجنب فقدان الحرارة عند الحافة الخارجية للزعنفة. حول فعالية ممتص الألمنيوم أقوم بإعداد مادة منفصلة.

تصنيع مواسير للمجمع

يجب أن يكون حجم المجمع بحيث يكون هناك أقل قدر ممكن من النفايات من قطع الأنابيب النحاسية :). حجم الخشب الرقائقي في الصورة هو 238 × 117 سم (أقوم بتحويل البوصة إلى سنتيمترات ، لذا تبدو الأرقام غريبة بعض الشيء). تعتمد معلمات القاعدة بشكل مباشر على حجم المادة التي ستغطي المجمع (زجاج أو بولي كربونات).

هذا ما ستبدو عليه الشبكة النحاسية. سوف يدخل الماء في أسفل اليمين ، ويعمل على طول الطريق ، ويخرج في أعلى اليسار.

قطع الأنابيب إلى الطول المطلوب. بعد القطع لا بد من تنظيف نقاط القطع خاصة من الداخل. على أداة خاصة لقطع الأنابيب ، يتم توفير شفرة لهذا الغرض. في الصورة ، محولات التنظيف والأنابيب من قطع المخلفات.

نقوم بتجربة أضلاع الألمنيوم ، ونضبطها لتتوافق بشكل مثالي بين الأجزاء الفردية للممتص. نقطع مقاطع الأنابيب للوصلات. أذكرك أن جميع القياسات يجب أن تكون مثالية - يجب أن تكون المسافة بين الأنابيب مساوية لعرض زعانف الامتصاص.

يتلقى الناهض الأول تركيبًا على شكل حرف T (لاستقبال الماء) ، ويستقبل الناهض الأخير مرفقًا. في الطرف الآخر من المجمع ، يذهب الكوع إلى الأنبوب الأول ، ويذهب نقطة الإنطلاق إلى آخر (مخرج الماء الساخن). يوفر هذا الربط نفس الدوران تقريبًا.

نقوم بلحام جميع تفاصيل الشبكة.

بعد أن تبرد الشبكة ، ستحتاج إلى غسلها جيدًا من التدفق بسائل غسيل الأطباق.

يجب أن تجتاز الأنابيب الملحومة اختبار التسرب. الصورة توضح أبسط طريقةالذي يعمل بشكل رائع. من الضروري إغلاق المنفذ أدنى حدوملء الشبكة بالماء ببطء. إذا كانت لديك القدرة على استخدام القليل من الضغط ، فهذا ممتاز بشكل عام.

كيفية صنع إطار لمجمع الطاقة الشمسية

يجب أن يكون الإطار كبيرًا بما يكفي لاستيعاب الخشب الرقائقي مع جهاز الامتصاص. يتم تثبيت الزوايا بمسامير وغراء. تم تجهيز الإطار في هذه الحالة بطلاء إيبوكسي.

تركيب شبكة الأنابيب

نضغط الأنابيب على الخشب الرقائقي ، ونضيف التركيبات إلى الإمداد والعودة. في هذا التصميم ، يتم توفير منافذ في الجزء الخلفي من المجمع. يمكنك لحام صمام السحب والعادم في نفس الوقت.

نضع شرائط من الألومنيوم تحت الأنابيب. أعلاه ، لقد أولت اهتمامًا بالفعل لسبب القيام بذلك. يملأ شريط من السيليكون الفراغات بين الأنبوب واللوحة. بعد ذلك ، ضع السيليكون على اللوحة بأكملها.

يظل السيليكون مرنًا في درجات الحرارة التي يجب أن يعمل بها المجمع. هذا جدا طريقة جيدةحفظ ونقل الحرارة من الممتص إلى الشبكة. للبيع هناك سيليكونات مقاومة للحرارة مع مواد مالئة تزيد من التوصيل الحراري.

تركيب ماصات

ضع شريطًا من مادة مانعة للتسرب على أخدود الضلع. يجب أن تكون الطبقة رفيعة جدًا. نثبت الأضلاع بقوة على الخشب الرقائقي باستخدام دباسة مع دبابيس من الفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم أحد النماذج الأولية البراغي.

يجب تطبيق الماص. في ظروف المرآب ، من المريح جدًا استخدام الطلاء للمدافئ وحفلات الشواء ؛ وهناك أيضًا دهانات انتقائية لهواة الجمع للبيع.

من الضروري تنظيف سطح الألومنيوم والنحاس من المواد المانعة للتسرب والملوثات الأخرى باستخدام الأسيتون أو أي مذيب مناسب آخر. يجب أن يكون جهاز الامتصاص جافًا تمامًا قبل الطلاء.

تركيب عازل على المجمع الشمسي

في هذه الحالة ، يتم استخدام لوحة عازلة صلبة. البوليسترين غير مرغوب فيه بسبب ارتفاع درجات الحرارة. في الصورة ، يتم لصق العزل برغوة البولي يوريثان. يجب وضع وزن على اللوحة ، حيث ستحاول الرغوة التمدد.

ليس من الضروري على الإطلاق استخدام البولي ، كما في هذه الحالة. لكن البولي كربونات المموج هو الأكثر شيوعًا في المنتجات محلية الصنع بين الأمريكيين. إنه يوفر نقلًا عاليًا للحرارة ، ودائمًا ومرنًا ، ويقوم بتصفية الأشعة فوق البنفسجية (لذلك يدعي مؤلف النموذج الأولي ، لكن الكمبيوتر الشخصي الذي قابلته كان ينقل الأشعة فوق البنفسجية). بالنسبة لهواة الجمع ، هذه مؤشرات جيدة.

يتم لصق صفائح البولي في هذا التكوين بالتمويج بالتمويج ولصقها بالسيليكون الشفاف.

قم بتركيب دعامات زجاجية. إنها تستخدم قناة أنابيب معدنية مجلفنة رقيقة الجدران. من الضروري حفر ثقب في الإطار ، كما في الصورة. الصق الأخدود. بالمناسبة ، في الصور أحد الخيارات - كل شيء يتم بالطريقة نفسها تمامًا كما هو الحال مع النحاس.

على حافة الإطار ، تحتاج إلى وضع شريط من الخشب. يجب أن يتوافق ارتفاع الشريط مع ارتفاع "موجة" البولي كربونات. ضع الورقة بحيث يمكن ربط أضلاع البولي كربونات بإحكام بالإطار. يتم تثبيت الكمبيوتر في الجزء العلوي والسفلي على شريط مموج خاص ، استخدم السيليكون لإغلاق اللحامات.

من الضروري تثبيت شرائح من الخشب فوق لوح البولي ، والتي سوف تضغط عليها بالتساوي في الأجزاء العلوية والسفلية. تظهر الصورة بوضوح ما أعنيه.

تظهر الصورة تفاصيل السباكة الخارجية. الخزان خلف الجدار مباشرة فوق المجمع. في المناخات الباردة ، يجب عزل الأنابيب. يتم توفير إمداد مموج في حالة حدوث أي حركة للمجمع. صمام تصريف لتصريف المياه لفصل الشتاء.

خزان المنوع وأعمال السباكة

يستخدم خزان غاز قديم كخزان مياه. من الضروري تثبيت الخزان فوق المجمع حتى يعمل الدوران الطبيعي. إذا تم فتح الصمامات ، فسوف يتدفق الماء الساخن من الخزان على الجانب البارد من الخزان الكهربائي. يدخل الماء البارد إلى المشعب من تصريف خزان الغاز القديم ، ويخرج الماء الساخن من المشعب من صمام المخرج القديم. يتم تثبيت صمام العادم في الخزان والمشعب. يتم تثبيت مستشعر درجة الحرارة أيضًا على الخزان وعلى اللوحة الشمسية.

تُظهر الصورة خزانًا لتجميع الماء الساخن من المجمع. الألواح الشمسية خلف الجدار عند مخرج أنبوبين.

تُظهر الصورة سخانًا كهربائيًا جديدًا للتدفئة الاحتياطية. يدخل الماء الساخن من المجمع إلى مدخل الماء البارد في هذا الخزان.

هناك خيارات مختلفة لخزانات تجميع الطاقة الشمسية ، على سبيل المثال.

قياسات درجة الحرارة

عند درجة حرارة حوالي 60 درجة ، يدخل الماء إلى الخزان. يحافظ الخزان على درجة الحرارة تمامًا طوال الليل ، ولم يتم تشغيل السخان الكهربائي. يستخدم الماء من المجمع للغسيل والاستحمام وغسل الأطباق. في البحر ، لم تكن درجة حرارة الهواء أعلى من 30 درجة (مايو 2010). اختبار الأداء بالتفصيل في المقالة التالية.

خيار تركيب النظام: