Polycarbonat-Sonnenkollektor

Ich habe viele verschiedene Technologien und Methoden zur Herstellung von Solarwarmwasserbereitern im Internet kennengelernt und mich dazu entschlossen, meine eigenen Erfahrungen zu teilen. Ich halte dieses Projekt für sehr erfolgreich, da buchstäblich jeder Zentimeter der Kollektorfläche in direktem Kontakt mit erwärmtem Wasser steht. Auf der Basis dieser Technologie können Sie außerdem problemlos einen Kollektor mit der richtigen Größe bauen.

Projektkonzept

Das Wesen des Solarkollektors ist, dass kaltes Wasser aus dem Speicher durch die Schwerkraft in den Kollektor fließt. Erwärmtes Wasser steigt durch die Kanäle und fließt zurück in den Tank. So entsteht in einem geschlossenen System ein natürlicher Kreislauf.
Der Sammler besteht aus einer Folie aus Polycarbonat oder einem anderen Kunststoff mit darin verlaufenden hohlen Quadraten. Um die Absorption von Sonnenlicht zu erhöhen und die Kollektorproduktivität (Wassererwärmungsrate) zu erhöhen, kann der Kunststoff schwarz lackiert werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Folie aus relativ dünnem Polycarbonat besteht. Bei starker Erwärmung ohne Zirkulation kann sie weich werden oder sich verformen, was zu einem Auslaufen von Wasser führen kann.
Es ist auch zu beachten, dass dieses Gerät nicht für die Installation in Wohngebieten zum Zwecke der Warmwasserversorgung geeignet ist. Dieses Pilotprojekt eignet sich eher für die Ausstattung einer Sommerdusche in einem Ferienhaus.

Werkzeuge und Materialien

Von den Tools, die Sie benötigen:

• Kreissäge und Handsäge.
• Bohrmaschine.
• Das messer
• Roulette
• Schraubendreher
• Pistole für Silikonkleber.
• Bauhefter.

Sammlermaterialien:

• Polycarbonatplatte mit hohlen Kanälen.
• Das Rohr besteht aus ABS-Kunststoff.
• 4 Kappen auf der Tube.
• Kunststoffnippel mit 2 ½ Zoll Gewinde und Schlauchanschluss.
• Tube Silikondichtmittel.
• Sprühdose wenn Lackierung geplant ist.

Materialien für den Rahmen:

• 1 Blatt Sperrholz.
• Styroporplatte. Sie können auch Schaumstoffquadrate verwenden.
• Holzbalken mit einem Querschnitt von 100 × 100 mm.
• Kunststofffolie, Klebeband.
• Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben, Halterungen zur Befestigung.

Materialien zur Organisation des Wasserkreislaufs:

• Ein geeigneter Tank oder Wassertank.
• Zum Anschließen des Tanks benötigen Sie einen Gartenschlauch, dessen Länge von der Entfernung des Wassertanks vom Kollektor abhängt.
• Mehrere Schlauchschellen.

Um die Leistung des Warmwasserkollektors zu überprüfen, habe ich ein digitales Thermometer verwendet.

Schrittweise Montage von Solarkollektoren

Zunächst müssen Sie die Polycarbonatplatte auf die erforderlichen Abmessungen zuschneiden. Ich plante einen 1 × 2-Meter-Sammler und ging von dieser Tatsache aus. Der Arbeitsablauf ist wie folgt:

• Ein Rohr aus ABS-Kunststoff wird so lang geschnitten, dass es der Breite des Blechs entspricht. In meinem Fall ist es 1 Meter.
• In die Seite der beiden Kappen müssen Sie Löcher für die Nippel bohren. Wenn es keinen Bohrer mit geeignetem Durchmesser gibt, können Sie das kleine Loch mit einer Rundfeile erweitern.
  
• Um Stecker mit installierten Adaptern an Rohren anzubringen, mussten sie ein halbkreisförmiges Loch schneiden, wie auf dem Foto gezeigt.
  
  
• Dann schneide ich mit einer Tischkreissäge beide Rohre so, dass ich einen C-förmigen Querschnitt bekomme.
  
  
  Bei dieser Operation müssen Sie vorsichtig sein und die Position und die erforderliche Richtung der Nippeladapter berücksichtigen.
  
• Der gleiche Schnitt muss in die Kappen gemacht werden, damit die Kunststoffplatte in sie eindringen kann.
  
  
• Wenn alle Vorbereitungsarbeiten abgeschlossen sind, müssen Sie alle Teile trocken sammeln, um sicherzustellen, dass sie kompatibel sind, und gegebenenfalls die Montage durchführen.
• Wenn alle Elemente montiert sind, wird die Struktur zerlegt und mit Silikonkleber wieder zusammengesetzt, um alle Fugen abzudichten. Neben dem Schmieren der Fugen mit Dichtmittel empfehle ich, nach dem Zusammenbau außen an allen Fugen etwas Silikon aufzutragen.

Damit das Dichtmittel gut trocknen kann, muss die montierte Struktur etwa einen Tag im Stillstand belassen werden. Anschließend können Sie die Dichtheitsprüfung fortsetzen. Zu diesem Zweck werden Schläuche an die Einlass- und Auslassadapter angeschlossen, von denen einer an die Wasserversorgung angeschlossen ist. Nachdem der Kollektor vollständig mit Wasser gefüllt ist, werden alle Nähte und Verbindungen auf Undichtigkeiten überprüft. Wird eine Undichtigkeit festgestellt, läuft das Wasser ab und nach dem Trocknen ist die problematische Verbindung wieder dicht.
Um die Produktivität und Effizienz des Kollektors berechnen zu können, müssen Sie dessen Volumen ermitteln. Dazu muss das Wasser aus dem Sammler in einen Behälter abgelassen werden. Zum Beispiel enthält mein Panel 7,2 Liter (einschließlich Schläuche).

Rahmenherstellung und Paneelmontage

Grundsätzlich kann der Kollektor bereits auf einem Dach oder einer anderen ebenen festen Fläche aufgestellt werden. Ich entschied mich jedoch für eine Art Schutzhülle für die Kunststoffplatte, um die Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen beim Heben / Senken des Schuppens vom Dach zu verringern. Daher habe ich beschlossen, eine Außendusche auszustatten, da ich daran denke, sie für den Winter zu entfernen.
Die phasenweise Anordnung des Gehäuses wird nachfolgend beschrieben:

• Die Sperrholzplatte wird auf die Größe des montierten Kollektors mit einem Einlass von 10 cm auf jeder Seite zugeschnitten (zuvor habe ich die Kunststoffplatte mit Sprühfarbe schwarz gestrichen).
• Ich bohrte Löcher für die Ausgabe von Armaturen für die Verbindung von Schläuchen.
  
• Ich habe 50 mm dicken Polystyrolschaum auf das Sperrholz gelegt.
  
• Ich legte den Plastikkollektor auf den Polystyrolschaum.
  
  
• Von allen Seiten der Platte wurde ein Holzblock mit dem Sperrholz verschraubt, der als eine Art Zaun dient.
• Von oben bedeckte ich die gesamte Struktur mit einer dichten Plastikfolie, die mit Klebeband und Klammern unter Verwendung eines Bauhefters befestigt wurde.

So erhielt ich einen Wärmekollektor in einem zuverlässigen "Gehäuse", dank dem die Kunststoffplatte vor mechanischer Beanspruchung geschützt ist.
Beachten Sie! Ich habe gewöhnliches transparentes Polyethylen verwendet, aber auf dem Foto sieht es so aus, als wäre es weiß - das ist Blendung.

Systemfüllung

Jetzt können Sie den Kollektor mit Wasser füllen und die Leistung des Systems testen. Ich habe es schräg eingebaut und der Tank (leer) ist etwas höher. Ein Schlauch wird an die untere Armatur angeschlossen, der zweite an die obere. Um das System mit Wasser zu füllen, habe ich den unteren Schlauch an die Wasserversorgung angeschlossen und das Ventil ein wenig geöffnet, damit sich das System allmählich mit Wasser füllte. Dies ist notwendig, damit das Wasser die Luft allmählich verdrängt. Als aus dem zweiten Schlauch Wasser zu fließen begann (der Sammler war vollständig gefüllt), öffnete ich das Ventil vollständig, damit die verbleibende Luft unter dem Druck des Wassers austrat. Ich habe auch einen Wassertank gefüllt.
Als keine Luftblasen mehr im Wasserstrom zu sehen waren, der den Auslassschlauch verließ, habe ich das Wasser blockiert und beide Schlauchenden in das Wasser im Tank getaucht (sie sollten immer unter Wasser sein, damit keine Luft in das System eindringt).

Testen und Testen eines Solarwarmwasserbereiters

Wenn das System unter dem Einfluss von Sonnenwärme voll ist, erwärmt sich das Wasser in den dünnen Kanälen der Kunststoffplatte und bewegt sich allmählich nach oben, wodurch eine natürliche Zirkulation entsteht. Kaltes Wasser fließt aus dem Tank durch den unteren Schlauch, und im Kollektor erwärmtes Wasser tritt durch den oberen Schlauch in denselben Tank ein. Allmählich erwärmt sich das Wasser im Tank.
Zur Verdeutlichung des Experiments verwendete ich ein digitales Thermometer mit einem externen Temperatursensor. Zuerst habe ich die Temperatur des Wassers im Tank gemessen - es war 23 ° C Dann habe ich den Sensor in den Auslassschlauch gesteckt, durch den erwärmtes Wasser in den Vorratsbehälter fließt. Das Thermometer zeigte 50 ° C. Die Solaranlage funktioniert!

Fazit

Nach den Ergebnissen der einstündigen Prüfung der Leistung des Kollektorsystems erhielt ich eine Erwärmung von 20,2 Litern Wasser (7,2 Liter im Kollektor selbst und 13 Liter im Tank für den Versuch) von 23 auf 37 ° C.
Natürlich hängt die Leistung und Effizienz des Systems von der Sonnenaktivität ab: Je heller die Sonne scheint, desto mehr Wasser erwärmt sich und Sie können in kürzerer Zeit ein größeres Volumen aufheizen. Aber für die Sommerseele denke ich, dass dieser Sammler völlig ausreicht.
Originalartikel in Englisch