Как сделать солнечный коллектор

Как сделать солнечный коллектор

Различные солнечные коллекторы появились на рынке достаточно давно. Это устройства, использующие энергию солнца для нагрева воды на домашние нужды. Но приобрести популярность среди пользователей им мешает высокая стоимость, это беда всех альтернативных источников энергии. Например, общие затраты на приобретение и монтаж установки, что обеспечит нужды средней семьи, составят 5000$. Но выход есть: можно сделать солнечный коллектор своими руками из доступных по цене материалов. Какими способами это реализовать, будет рассказано в данном материале.

Как действует вакуумный агрегат

Вакуумные коллекторы показывают высокую эффективность выработки энергии на протяжении всего года. Наружный блок коллекторов представлен трубчатой системой, внутри которой расположены теплоприемники. Из пространства между теплоприемником и стенками цилиндров откачан воздух, таким образом, там создается вакуум.

Цилиндрическая форма элементов внешней конструкции вакуумного солнечного коллектора выбрана неспроста. Она способствует перпендикулярному воздействию солнечных лучей на ось теплоприемника. Такое воздействие обеспечивает максимальную мощность выработки энергии. Трубки солнечного коллектора поглощают даже рассеянный солнечный свет, когда на улице стоит пасмурная погода. Вакуум обеспечивает предельно высокую теплоизоляцию, что позволяет солнечным коллекторам эффективно функционировать при температурах вплоть до 30 градусов по Цельсию ниже ноля.

С помощью теплоносителя энергия передается в тепловой аккумулятор (бак) и накапливается в нем

Схема работы солнечных коллекторов выглядит следующим образом. Внешний блок коллектора поглощает лучистую энергию солнца и преобразует ее в тепло. После этого она отдается теплоносителю, в роли которого обычно выступает вода. Она обладает одной из самых больших теплоемкостей среди природных веществ. С помощью теплоносителя энергия передается в тепловой аккумулятор и накапливается в нем. В роли аккумулятора выступает специальный бак.

Делается это для того, чтобы не дать выработанному теплу сразу рассеяться и сохранить его на долгое время. От аккумулирующего тепло бака расходится система трубок, которая, распространяясь по дому, обеспечивает его отопление и водоснабжение. Для циркуляции воды по системе используется насосная станция. Так упрощенно выглядит принцип работы теплового коллектора.

Разновидности самодельных конструкций

Видов насосов может быть много. Это зависит от их прямого предназначения. Самым простым вакуумным упаковщиком можно по праву считать медицинский шприц. Но недостаток его в том, что вакуум можно создать в маленьких объёмах. И даже если дома нет медицинского шприца, то можно с лёгкостью его купить в аптеке, только следует обращать внимание на размер.

Но для того чтобы можно было упаковывать большие объёмы, хорошо подойдет автомобильный насос. Его нужно просто переработать под требуемые параметры. Тем более, вакуумный насос из автомобильного компрессора своими руками сделать не составит никакого труда.

Также можно сконструировать вакуумный насос из компрессора от холодильника, или переделать приспособления от аквариума.

Использование автомобильного насоса

Самодельный вакуумный насос можно выполнить из разных исходных материалов. Самые популярные варианты — это автомобильные и велосипедные ручные насосы.

А изготовить его можно с помощью следующих шагов:

  • Для начала необходимо разобрать конструкцию. Сперва открывается крышка на резьбе, которая держит весь механизм вместе.
  • Потом нужно вытянуть поршень и снять кольцо (оно выполняет функцию уплотнения). Снять его можно, открутив винт, расположенный снизу.
  • После этого уплотнитель нужно перевернуть и прикрутить винт обратно.
  • Собрать механизм.

Таким образом можно собрать аппарат, который создаёт несильный вакуум в ёмкостях с небольшим объёмом. Но дополнительно для вакуумного насоса нужно вмонтировать ещё и клапан.

Монтаж вакуумного клапана

Для того чтобы сделать вакууматор своими руками, в любом случае понадобится обратный клапан. Его можно легко найти в магазине, где продаются животные. Такая деталь устанавливается в компрессор от аквариума. Как вариант можно спросить знакомых, у которых есть рыбки, возможно, они имеют такие сломанные компрессоры. Поэтому обратный клапан будет не жалко, так как он уже сломан. Он идеально подойдёт в качестве запчасти для вакууматора.

Такой клапан необходимо закрепить на месте отверстия будущего аппарата. К клапану прикрепляется трубка, которая будет входить в ёмкость. Он также должен быть поставлен правильной стороной, чтобы втягивать воздух к себе, а не выпускать обратно. Для того чтобы проверить, в каком направлении работает клапан, перед установкой в него нужно подуть. Если воздух не проходит, то этой частью необходимо его прикреплять к основе конструкции. В том случае, когда клапан качественный и надёжно загерметизированный, то таким аппаратом можно создавать давление в 190 МБар.

Изготовление из компрессора

Небольшой насос не может исполнять все функции, которые нужны для современной хозяйки. Для более мощного аппарата необходимо использование дополнительных приборов. Для этого идеально подойдёт мотор с электроприводом. Можно использовать обыкновенный компрессор или помпу. Причём, такая работа абсолютно не трудоёмкая.

Нужно всего лишь вмонтировать трубку в отверстие мотора, но перед этим снять фильтр. После соединения трубки аппарат готов к использованию.

Иногда продукты, которые необходимо вакуумировать, содержат большое количество влаги. Для того чтобы избежать поломки, нужно вмонтировать дополнительную сушку, которая состоит из ресивера и отстойника.

Вакууматор из мотора от холодильника

Бытовой компрессор не всегда можно найти в хозяйстве, поэтому следует искать альтернативные варианты. Холодильники, особенно некачественные, могут иногда ломаться. Вот из мотора от старого холодильника можно сделать вакууматор. Также можно использовать кондиционеры.

Такая конструкция создаётся по следующему алгоритму:

  • Для начала необходимо отрезать трубки холодильника, соединяющие компрессор, испаритель и конденсатор. На этом этапе нужно обратить внимание на то, каким образом компрессор подключается к сети и реле, так как неверная переделка и установка не только приведут к неправильной работе, но и конструкция может выйти из строя.
  • После этого только остаётся присоединить шланг и можно пользоваться.

Хотя такой аппарат не будет обладать мощностью заводских аналогов, но выполнять все основные функции, которые нужны на кухне, он может очень хорошо.

Тем не менее у всех вариантов самодельной вакуумной конструкции могут произойти такие поломки:

  • Поломка электрического двигателя или его неквалифицированное подключение к сети.
  • Несогласованность привода и вала мотора холодильника.
  • Заклинивание рабочего элемента.
  • Создаётся накипь.
  • Перегрев вакууматора и его деталей.

Таким аппаратом можно без проблем откачать воздух из банки или бутылки.

Плоские солнечные коллекторы

Основным элементом плоского солнечного коллектора является абсорбер — металлическая пластина со специальным поглощающим покрытием и напаянным на нее проточным трубопроводом. Абсорбер заключен в специальный корпус, у которого лицевая стенка прозрачная (через нее в коллектор проникает солнечное излучение), а тыльная утеплена минераловатной плитой либо слоем другого утеплителя.

Внутренний трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель, на абсорбере может располагаться по-разному. Выделяют 2 основных типа расположения: “меандр” и “арфа”. Компания Атмосфера предлагает плоские солнечные коллекторы типа «арфа».

Для повышения эффективности коллектора на абсорбер может быть нанесено специальное селективное покрытие. Наличие селективного покрытия значительно увеличивает производительность плоского коллектора, но, в то же время, увеличивает его стоимость.

Читайте также  Как правильно пользоваться водонагревателем

Для уменьшения теплопотерь в холодное время года корпус плоского коллектора делают максимально герметичным. Таким образом теплоизоляция абсорбера достигается за счет слоя воздуха или инертного газа со стороны прозрачной передней стенки, и слоя утеплителя со стороны задней стенки.

Плоские коллекторы являются более эффективными в теплое время года, однако в зимнее время их эффективность значительно снижается по причине достаточно высоких теплопотерь.

Существуют также еще один вид плоских солнечных коллекторов — вакуумный плоский коллектор. В вакуумном плоском коллекторе теплоизоляция абсорбера от окружающей среды достигается не за счет слоя теплоизоляции, а за счет создания внутри короба глубокого вакуума, предотвращающего теплопотери. Такие коллекторы обладают максимальной продуктивностью среди плоских коллекторов, однако, являются более сложными в монтаже и эксплуатации, и, что существенно, очень дорогими.

Неоспоримыми преимуществами плоских солнечных коллекторов являются их невысокая цена при высокой эффективности в теплое время года. К недостаткам можно отнести низкую производительность в зимний период, а также сравнительное неудобство их монтажа на труднодоступные кровли. Плоский коллектор являются цельной неразборной конструкцией, из-за чего поднимать и устанавливать на крышу его приходится целиком.

Чтобы закрыть замок внутри камеры, мне нужно было придумать способ прикрепить слайдер к магниту. До сих пор я клеил пластмассовые шайбы к слайдеру, используя пластиковую эпоксидную смолу. Оставьте достаточно места, чтобы вы могли продеть скрепку через отверстие.

Принцип действия

Принцип работы аппаратов заключается в вытеснении. Принцип работы разбивается на два основных этапа:

  • понижение давления в закрытом пространстве;
  • лимит времени, за который должно выполниться понижение давления.

Применение

Назначение агрегатов этого вида в откачивании воздуха, то есть создании вакуума внутри определенной емкости.

Одноступенчатые пластинчато-роторные вакуумные насосы

Вакуумные помпы используются в таких сферах:

  1. Упаковочные агрегаты. Для упаковочных лент, производства мешков.
  2. Химия. Для постоянной перегонки химических веществ, сжатие газов и сушка химических препаратов.
  3. Продукты питания. Для очистки рыбы и овощей, переработки молока, птицы, фруктов.
  4. Полиграфия. В печатных и обрабатывающих устройствах применяются компрессоры.
  5. Окружающая среда. В этой сфере аппараты применяются для аэрации сооружений, очистных конструкций, фильтрации.
  6. Медицина. Дыхательные аппараты и стоматологическое оборудование.

Устройства классифицируются по видам рабочего колеса: делятся на пластинчато-роторные и вихревые агрегаты. Пластинчато-роторные, в свою очередь, делятся на сухой и масляный вид.

Как работает солнечный коллектор?

Принцип действия коллектора основан на поглощении (абсорбции) тепловой энергии солнца специальным приемным устройством и передачей его с минимальными потерями теплоносителю. В качестве приемника используются медные или стеклянные трубки, окрашенные в черный цвет.

Ведь известно, что лучше всего абсорбируют тепло предметы, имеющие темную или черную окраску. Теплоносителем чаще всего выступает вода, иногда – воздух. По конструкции солнечные коллекторы для отопления дома и горячего водоснабжения бывают таких видов:

  • воздушные;
  • водяные плоские;
  • водяные вакуумные.

Среди прочих воздушный солнечный коллектор отличается простотой конструкции и, соответственно, самой низкой ценой. Он представляет собой панель – приемник солнечной радиации из металла, заключенный в герметичный корпус. Стальной лист для лучшей теплоотдачи снабжен с задней стороны ребрами и уложен на дно с тепловой изоляцией. Спереди установлено прозрачное стекло, а по бокам корпуса имеются проемы с фланцами для подключения воздуховодов или других панелей, как показано на схеме:

Воздух, поступающий через проем с одной стороны, проходит между стальными ребрами и, получив от них тепло, выходит с другой.

Надо сказать, что установка солнечных коллекторов с нагревом воздуха имеет свои особенности. Из-за их невысокой эффективности для обогрева помещений нужно применять несколько подобных панелей, объединенных в батарею. Кроме того, обязательно понадобится вентилятор, поскольку нагретый воздух из коллекторов, находящихся на кровле, самостоятельно вниз не пойдет. Принципиальная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Простое устройство и принцип работы позволяют выполнять изготовление коллекторов воздушного типа своими руками. Но потребуется много материала для нескольких коллекторов, а подогреть воду с их помощью все равно не получится. По этим причинам домашние умельцы предпочитают заниматься водяными нагревателями.

Приспособление из автомобильного насоса

Самостоятельно бытовой вакуумник в домашних условиях делается из обыкновенного автомобильного или велосипедного насоса. Работа состоит из 4 последовательных шагов. А именно:

  1. Разбирается прибор, и извлекается манжета.
  2. Манжета переворачивается другой стороной и прикручивается обратно.
  3. К насосной трубке устанавливается обратный клапан.
  4. На свободный конец клапана надевают трубку или шланг из прочного материала.

Суть переделки заключается в том, что изменяется направление рабочего хода: при нажатии на рукоятку уменьшается объем камеры, а воздух уходит через перевернутую манжету.

При поднятии рукоятки камера создает вакуум.

Такой самодельный вакууматор может пригодиться дома, например, при отсасывании воздуха из чехлов для хранения подушек и объемных вещей без помощи пылесоса.

Делаем трубку своими руками

Сегодня мы расскажем тебе, как в домашних условиях сделать рукотворную трубку. Если уж ты куришь, надо кастомизировать этот процесс: сигареты из пачки и зажигалка за три рубля – это не выбор чувака. Трубка – другое дело.

Признаться, я и сам курил трубку – разумеется, пока не бросил. Дело было интересное. Забивать и раскуривать трубку – целая наука, об этом мы тебе уже рассказывали. Моя трубка всегда интересовала окружающих: друзья просили попробовать, а в общественных местах (например, в кафе и барах, пока курение там еще не запретили) я всегда попадал в самый центр внимания, стоило мне поудобнее устроиться со своей трубкой. В общем, ты наверняка уже понял, что трубка – это по-царски, особенно если ты сделал ее сам.

Итак, тебе потребуются:

  • бриар (древесина);
  • линейка;
  • стамески для резьбы по дереву;
  • пила;
  • карандаш;
  • дрель с разными сверлами;
  • циркуль;
  • полировальная машина;
  • наждачная бумага;
  • фрезы – минимум 18 мм;
  • время (мно-о-ого);
  • идея.

Перво-наперво тебе надо понять, как должна выглядеть твоя трубка. Нарисуй варианты на бумаге и выбери тот, который тебе больше всего понравится.

Воплощение

Отдели кусок дерева нужного размера – твоя трубка будет лишь чуть-чуть меньше.

Нарисуй внешнюю окружность – диаметр трубки – и внутреннюю – диаметр углубления в ней, туда ты будешь набивать табак.

Теперь рисуем на оставшихся сторонах твоего бруска выбранную форму. Дело за малым – обтесать дерево так, чтобы идея воплотилась в твоем бруске (хватаешься за инструменты и работаешь). В результате получишь примерно то, что изображено на картинке.

Сверлим

Надо просверлить отверстие, через которое дым будет поступать тебе в рот.

Как видно по картинке, сначала надо измерить, насколько глубоко тебе придется сверлить. Осторожно: стенки табачной камеры не должны быть тонкими, в противном случае высокие температуры уничтожат твою трубку.

Толщина стенок у трубки, изображенной на картинке, — 8 мм. Диаметр табачной камеры – 18 мм, глубина – 30 мм.
В конце концов, понятно, что размерные характеристики зависят от выбранного дизайна.

Читайте также  Батарейки для газовой колонки

Теперь надо сделать отверстие в мундштуке, которое будет связывать мундштук с табачной камерой. Осторожно сверлим отверстие (для изготовления данной трубки использовалось 7-миллиметровое сверло). Затем меняем его на сверло поменьше (в нашем случае – 3 мм). Не забудь протестировать – насколько хорошо дуется, связь между табачной камерой и мундштуком наладилась?

Закругляем

Трубка же должна походить на трубку? Кто видел трубку кубической формы? Это же какой-то кубизм получается.

Шлифуем

Для этого понадобится наждачная бумага и много терпения. Шлифуй, пока не будешь доволен текстурой.

Заканчиваем

Соединяем одно с другим и производим незначительные корректировки.
Пока трубку еще нельзя использовать. Надо ее отполировать – для этого и нужна полировальная машина.