Calentadores de agua solares caseros. Colector solar de bricolaje: fabricación de un colector solar para calentar agua y calentar materiales del diagrama de calentadores de agua solares de bricolaje

Pero el principio de calentamiento del agua es idéntico: Todos los dispositivos funcionan según el mismo esquema diseñado.. Cuando hace buen tiempo, los rayos del sol comienzan a calentar el refrigerante. Pasa a través de tubos delgados y elegantes y cae en un tanque con líquido. El refrigerante y los tubos se colocan a lo largo de toda la superficie interior del tanque. Gracias a este principio, se calienta el líquido del aparato. Posteriormente, se permite el uso del agua calentada para necesidades domésticas. De este modo, puede calentar la habitación y utilizar el líquido calentado de las cabinas de ducha como suministro de agua caliente.

La temperatura del agua se puede controlar mediante sensores desarrollados. Si el líquido se enfría demasiado, por debajo de un nivel predeterminado, se activará automáticamente una calefacción de respaldo especial. El colector solar se puede conectar a una caldera eléctrica o de gas.

Se presenta un diagrama de funcionamiento adecuado para todos los calentadores de agua solares. Este dispositivo es perfecto para calentar una pequeña casa privada. Hasta la fecha se han desarrollado varios dispositivos: planos, de vacío y de aire. El principio de funcionamiento de estos dispositivos es muy similar. El refrigerante se calienta con los rayos del sol y se libera más energía. Pero hay muchas diferencias en el trabajo.

Vídeo sobre diferentes tipos de fuentes de calefacción alternativas.

Colector plano

El calentamiento del refrigerante en un dispositivo de este tipo se produce gracias a una placa absorbente. Es una placa plana de metal que requiere mucho calor. La superficie superior de la placa está pintada en un tono oscuro con una pintura especialmente desarrollada. Un tubo serpentino está soldado al fondo del dispositivo.

El agua caliente en una casa de campo o en una casa particular es un lujo deseable del que no todo el mundo puede presumir. Afortunadamente, puede crear un calentador de agua solar con sus propias manos a un costo mínimo, que proporcionará la cantidad necesaria de agua caliente y, al mismo tiempo, será libre de operar. Una ventaja agradable es el respeto al medio ambiente de dicho equipo.

¿Qué es un calentador de agua solar?

Desde hace mucho tiempo existe un término para los calentadores de agua solares: colector solar. Pero como este equipo producido en fábrica cuesta entre 300 y 400 dólares, no se ha generalizado y sólo lo utilizan unos pocos. Sin embargo, casi cualquiera puede fabricar un calentador solar. Al mismo tiempo, los ahorros son enormes: un dispositivo casero costará 10 veces menos.

El principio de funcionamiento de un calentador de agua solar es increíblemente simple: su superficie oscura (preferiblemente negra) se calienta, es decir, absorbe calor y luego lo libera al agua. La mayoría de las veces, estas estructuras se utilizan en duchas al aire libre y también se instalan en los techos de las casas, conectadas a un lavabo en la cocina o al baño, si lo hay.

Cabe destacar que el funcionamiento de un colector solar casero no requiere bomba y no se alimenta de la red eléctrica, es decir, es completamente autónomo. Para calentar agua, solo se necesita la presencia del sol, y en Rusia brilla regularmente durante 5 a 7 meses al año. Incluso en invierno, una batería solar casera puede calentar bastante bien el agua.

El colector de fábrica es una placa negra rectangular con una superficie de plástico o vidrio, dentro de la cual hay una placa de metal (colector de placa plana) o un intercambiador de calor: tubos de metal/plástico con líquido (colector de líquido). Dado que necesitamos un calentador de agua, la última opción es ideal y consideraremos exactamente el método de fabricación.

Con un calentador de agua solar, puede calentar el agua del tanque hasta 50 grados, y esto es más que suficiente para lavar los platos o realizar procedimientos de higiene.

Diseño de calentador de agua solar.

La estructura de un calentador de agua solar es increíblemente sencilla:

• marco (cuerpo);
• absorbente (absorbente);
• intercambiador de calor;
• vaso.

Aclaremos que si el calentador solar de agua se instala correctamente, no es necesario utilizar una bomba. El movimiento del agua se debe a la convección. El líquido tibio sube por el sistema, dando paso al agua fría del tanque.

Creando una carcasa para un calentador de agua.

Para ser justos, aclaremos que la presencia de una carcasa, en principio, no es necesaria si el calentador de agua está destinado a instalarse en un lugar específico para siempre. Pero como nada dura para siempre, y en diferentes épocas del año es necesario instalar el colector solar en diferentes ángulos para que su superficie quede perpendicular a los rayos del sol, es mejor crear un modelo con carcasa. No requiere tanto esfuerzo y los beneficios serán mayores.
Si en la casa hay un marco de ventana innecesario, se trata de una vivienda ya preparada para un calentador de agua solar. Si no hay un marco, puedes hacerlo tú mismo rápidamente.


Lo primero que debes decidir es el tamaño del estuche. Hay muchas opciones, pero la mayoría de las veces el ancho es de 40 a 80 cm y la altura es de 60 a 200 cm, pero puede elegir cualquier otro parámetro que se adapte mejor a las condiciones de uso previstas.

El marco puede estar fabricado cómodamente de plástico, metal o madera. Cualquier cosa que tengas a mano servirá. En este caso, la altura del perfil debe ser de 3 a 6 cm para que en el interior haya suficiente espacio para fijar el intercambiador de calor.

Cuando el marco está listo, se le fija la parte inferior: una lámina de metal, plástico, madera contrachapada, etc.

Creación de un absorbente.

El absorbente o absorbente es esencialmente la parte inferior de nuestro cuerpo. Tiene dos funciones: mantener el intercambiador de calor en su lugar y absorber el calor del sol. Para realizar mejor la tarea de absorción conviene hacer lo siguiente:

• coloque una capa de material termoaislante en el fondo;
• coloque una lámina galvanizada sobre el aislamiento térmico (la lámina de cobre es mejor, pero es mucho más cara);
• Pinte el metal con pintura negra mate para una mejor absorción del calor.

Cuando la pintura esté seca, pasamos a crear un intercambiador de calor.

Opciones de intercambiador de calor para calentador de agua solar

Existen varias opciones para los intercambiadores de calor al crear un colector solar:

• radiador de cobre (metal);
• “serpiente” hecha de tubo de plástico;
• polipropileno celular con células longitudinales.

La mayor eficiencia la tiene un radiador de cobre, que consta de dos tubos de cobre de un diámetro de pulgadas, entre los cuales hay muchos tubos de menor diámetro ubicados paralelos entre sí (como una escalera).

Pero un intercambiador de calor de este tipo tiene muchas desventajas: el alto costo del cobre, la complejidad de la creación (debe soldar todos los tubos usted mismo o pagar el trabajo de un soldador).

Para crear un intercambiador de calor a partir de polipropileno se necesita una extrusora, por lo que al final el producto también resultará caro.

Por tanto, para uso doméstico es mucho más conveniente utilizar un tubo de plástico negro o metal-plástico de 1/2 pulgada de diámetro. La tubería PEX o PEX-Al-PEX se coloca en forma de “serpiente” a lo largo del absorbente, asegurada con soportes. Esta instalación con fijación se puede realizar en tan solo unos minutos.

Los extremos de las tuberías se llevan fuera del cuerpo, se instalan acoplamientos en ellos, con la ayuda de los cuales se realizará la conexión a las tuberías que conducen al tanque.

Esta publicación presenta los resultados de una extensa investigación realizada por el bloguero Sergei Yurko. Se muestran 3 colectores solares hechos por un artesano con sus propias manos y el más efectivo de ellos es el llamado colector de 3 películas, calienta el agua hasta 60 grados. Hay una película 2 más simple y es capaz de llevar agua a 55 grados. El más sencillo y económico es el de 1 película, pero solo calienta a 35 o 40 grados.

El coste de un metro cuadrado de estos coleccionistas primitivos es aproximadamente mil veces más barato que el de sus homólogos de fábrica, por lo que surge la pregunta: ¿qué tienen de bueno los coleccionistas de marca que cuestan mil veces más que los primitivos, que cualquiera puede fabricar con sus propias manos en unas pocas horas, gastando un dinero escaso.

Compararemos coleccionistas simples con modelos costosos de fábrica en términos de eficiencia, viabilidad económica y otras características. Y esta comparación no siempre favorece a los dispositivos de fábrica. Video sobre el tema: hagamos los colectores solares más simples y veamos qué pueden hacer. También descubriremos en qué casos tiene sentido abandonar el calor solar barato de estas estructuras primitivas para pagar cientos o miles de veces más para obtener el mismo efecto con dispositivos más caros.

El interés personal del autor del vídeo sobre el tema se basa en la suposición de que los colectores solares de fábrica son un callejón sin salida evolutivo para la energía solar térmica, ya que, por ejemplo, el precio de los paneles solares ha bajado más de cien veces en los últimos años. últimas décadas y el gráfico muestra el proceso de caída de precios.

Surge la idea de que la evolución de los colectores solares ha ido por el camino equivocado y por tanto tiene sentido volver a las tecnologías más simples.

La película negra es lo único que compone un colector primitivo de 1 película, es decir, se vierte agua sobre la película y es obvio que durante el sol esta agua se calentará. Puedes comprarlo en el bazar de cualquier ciudad. El maestro compró tres metros cuadrados por 15 jrivnia. El coste del colector es de 15 céntimos de euro por metro cuadrado.

Pero tiene sentido agregar otra: una película transparente que cubrirá la superficie del agua calentada. La temperatura de calentamiento aumenta radicalmente a medida que la segunda película detiene la evaporación del agua. Se vende en cualquier mercado de invernaderos y gracias a esta segunda capa, el coste del colector aumenta hasta los 35 céntimos de euro el metro cuadrado.

Pero también existe la opción de 3 películas y la película adicional también es transparente, lo que aumentará el coste del coleccionista hasta 55 céntimos de euro por metro cuadrado.


La función 3 de la película es la misma que la del vidrio de un colector plano de fábrica, es decir, entre el vidrio y el absorbente negro se forma una capa de aire de varios centímetros de espesor; el aire actúa como aislante térmico.

¿Cuántas películas se necesitan para calentar bien el agua?

Las mediciones experimentales dieron resultados inesperados, ya que resultó que en nuestro caso el resultado del uso de la tercera película no es tan efectivo como en el caso de un colector plano de fábrica: la temperatura de calentamiento del agua aumenta, pero solo unos pocos grados. Además, nuestros tres coleccionistas pueden tener diseños diferentes. Por ejemplo, 2 películas: una película de polietileno transparente que se vende en los mercados en forma de funda. Se vierte agua en la manga y el papel de la película negra inferior lo desempeña la superficie negra del techo de un edificio de gran altura.

Un experimento realizado en agosto para calentar agua a una temperatura del aire a la sombra de 35 grados mostró que un colector de película con buen aislamiento térmico calentaba el agua a 63 grados y al mismo tiempo otro colector calentaba el agua a 57 grados, aunque no había aislamiento térmico debajo y su primera película yacía justo en el suelo.

Características adicionales del coleccionista de jardín de bricolaje.

También es interesante observar que durante la lluvia, un recolector de película única realiza la función de recolectar agua de lluvia, lo que puede ser relevante para algunas casas y áreas. Además, los colectores de 1 película y 2 películas pueden actuar como torre de enfriamiento por la noche, es decir, eliminan el calor del agua utilizada para los sistemas de enfriamiento. Se pueden utilizar en un modo en el que el agua circula a través de ellos durante el día y es necesario calentarla. y por la noche el recolector enfría el agua de los tanques. Durante el día, el agua que contienen se utiliza para extraer calor. Como resultado, se calienta. por lo que a la noche siguiente hay que volver a enfriarlo con recolectores.

Es interesante observar que la altura del agua en las alcantarillas puede superar varios centímetros. Son a la vez colectores solares y depósito de agua caliente. Es decir, funcionan como el conocido barril negro bajo una lluvia de verano.

Pero es obvio que después de que desaparece el sol, el agua del colector se enfría. Para este caso puede resultar interesante un colector con tres capas de film, en el que el agua se enfríe lentamente.

En la foto. El coste de los colectores térmicos fabricados en fábrica es mil veces más caro que los presentados en casa.

Estadísticas sobre la medición de la eficiencia de calentadores solares caseros y fabricados en fábrica.

El 1 de agosto, realicé un experimento para medir el desempeño del recolector de películas 2. A lo largo del día soleado, medí la temperatura del agua y la introduje en una tabla.

En la siguiente tabla se muestra una interpretación de los resultados obtenidos, en la columna la cantidad de calor que realmente produjo el colector.


En la nota fotográfica se describe como calculado en base a los resultados de las mediciones de temperatura. En otra columna está la cantidad de radiación solar que incide en el colector solar. Además, es importante señalar que depende del ángulo del sol sobre el horizonte, más precisamente del seno de este ángulo.

Es interesante que durante este período la producción de calor por el colector fue mayor que la cantidad de radiación solar. pero no hay ninguna paradoja si se presta atención a la diferencia de temperatura. En ese momento, la temperatura del aire era más alta que la del agua en el colector y, por lo tanto, se calentaba no solo por la absorción de la radiación solar, sino también por el calentamiento del aire más cálido. pero en otros intervalos el agua ya estaba más caliente que el aire. Además, cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mayor es la fuga de calor del agua al aire circundante. menos calor útil produce el colector. Podemos concluir que una vez que la temperatura del agua alcance unos 60 grados, dejará de calentarse, ya que las fugas de calor mencionadas serán iguales a la energía solar que ingresa al colector.

En la columna de la derecha de la tabla se registra la potencia de calefacción medida del colector por unidad de superficie; se puede comparar con la columna con la potencia de calefacción de un metro cuadrado de un colector de fábrica en las mismas condiciones. Describe cómo calcular potencias. Un metro cuadrado de un modelo de fábrica tiene ventaja sobre la misma superficie de uno casero solo cuando se trabaja a altas temperaturas del agua. y si necesita calentar agua con una temperatura superior a 60-70 grados, entonces un colector improvisado no podrá funcionar en absoluto. Al mismo tiempo, 1 metro cuadrado de un intercambiador de calor casero producirá notablemente más calor que un metro cuadrado de uno fabricado en fábrica cuando la temperatura del agua es más baja que la temperatura del aire ambiente.

Los resultados se explican por las características energéticas del colector de 2 películas.

Y esta es una evaluación de las características de otros tipos de calentadores primitivos.

Características aproximadas de los colectores planos de fábrica presentadas en el pasaporte.

En Internet puede encontrar características similares para casi cualquier marca. La tabla muestra que un intercambiador de calor de marca tiene una ventaja en este coeficiente, por lo que puede funcionar a altas temperaturas. pero por otro lado, un colector casero funciona mucho mejor que uno de fábrica si es necesario calentar agua a una temperatura inferior al aire. Por ejemplo, si necesita calentar agua a 10 grados de un pozo subterráneo durante una temperatura de 30 grados. El hecho es que es más correcto llamar al coeficiente no pérdidas de calor, sino coeficiente de transferencia de calor. Porque si el agua en el colector está más fría que el aire, entonces no hay pérdida de calor en el colector, sino que, por el contrario, ingresa calor adicional desde el aire más caliente. Este coeficiente se interpreta de modo que si la diferencia de temperatura entre el agua y el aire aumenta en 1 grado, entonces el intercambio de calor a través de cada metro cuadrado del colector aumenta en 20 vatios.

Esta característica (eficiencia óptica) muestra la eficiencia de convertir la radiación solar en calor útil en condiciones en las que la temperatura del refrigerante en el colector es igual a la temperatura ambiente. La nota describe por qué los coleccionistas más simples tienen este indicador un poco mejor que los de fábrica. Pero esta es la eficiencia indicada de un colector limpio nuevo, y los primitivos son muy sensibles a la suciedad. El siguiente texto describe cuánta suciedad se acumula en ellos durante su uso.

Suciedad y burbujas en sencillos colectores caseros.

* Al agua de un colector de 1 película llegan muchas y diversas suciedades desde el exterior. En los dispositivos de 2 y 3 películas, este problema se expresa en un depósito de polvo en la película superior, y después de que la lluvia o el rocío se ha secado, esta suciedad se agrupa en manchas opacas, lo que puede reducir notablemente la eficiencia del colector. Pero por otro lado, existen varias formas sencillas de eliminar esta suciedad después de la lluvia.
* También cae mucha suciedad del agua en forma de pequeños copos en la superficie del agua o grandes copos en el fondo. Estas precipitaciones se intensifican debido al calentamiento del agua.
* También se acumula “placa blanca” (en la parte superior de la primera película y en la parte inferior de la segunda), lo que reduce significativamente la eficiencia. Se adhiere a las películas con mucha firmeza, es decir. no se puede quitar con un chorro de agua (y se puede fregar con gran dificultad y no del todo con un cepillo). Quizás se trate de la precipitación de sales del agua calentada, quizás sean las consecuencias de la descomposición de las películas plásticas.
* Parte de la suciedad en el colector puede explicarse por los productos de descomposición del polietileno debido a la radiación UV y las altas temperaturas. Normalmente, el polietileno se descompone en peróxido de hidrógeno, aldehídos y cetonas. Básicamente, se trata de gases o líquidos muy solubles en agua. aquellos. Parece que no deberían precipitarse.
* La eficiencia del colector también disminuye debido a la gran cantidad de burbujas de gas (de hasta varios milímetros de diámetro en la parte superior de la 1ª y en la parte inferior de la 2ª película), que se liberan cuando se calienta el agua (cuando se calienta, la la solubilidad de los gases en agua disminuye). Es interesante que cuando el colector está en el suelo, prácticamente no quedan burbujas en su 1ª película (pero sí en la parte inferior de la 2ª)
* Pueden formarse grandes burbujas debajo de la 2ª película, así como aire en los pliegues. Estas áreas rápidamente se nublan y esto reduce la eficiencia.
* En los bordes del colector, la 2ª película puede no adherirse al agua: en esas zonas el fondo se empaña y por tanto no transmite bien la radiación solar.
* Los recolectores de 3 películas pueden tener empañamiento en la parte inferior de la 3ra película. Esto sucede cuando la segunda película está instalada incorrectamente (debido a que el vapor del colector puede penetrar debajo de la tercera película) o debido a su daño. En tales casos, es necesario instalar la tercera película de modo que el viento ventile ligeramente el espacio entre ella y la tercera capa.

Contaminación de aguas residuales por descomposición de películas de polietileno.

Esta descomposición se producirá por la exposición simultánea al oxígeno atmosférico, la radiación solar ultravioleta y una temperatura de 50 a 60 grados. El polietileno se descompone en aldehídos, cetonas, peróxido de hidrógeno, etc.
Cuando se calienta en el colector, cada 1 cu. m de agua, sus películas de polietileno liberarán aproximadamente 1 g de productos de descomposición (por 1 m2 de colector hay aproximadamente 100 g de la primera y segunda película, y durante su servicio liberarán, según estimaciones muy aproximadas, aproximadamente 10 g de “productos de descomposición” y calentar unos 10 metros cúbicos de agua). Pero no está claro cuánto de este 1 mg/litro irá al agua y cuánto volará a la atmósfera, se precipitará en el fondo del colector y del tanque de agua caliente y se convertirá en esa “capa blanca” (de la que hablé). sobre en el texto anterior), no funcionará más allá del peso del polietileno.
Además, no está claro el efecto beneficioso sobre la purificación del agua debido a su presencia y calentamiento en el colector (y allí cae una gran cantidad de sedimentos), así como debido a la presencia de agua caliente en el tanque. Así, según estimaciones aproximadas, entrarán en el agua entre 0,1 y 0,5 mg/litro de productos de descomposición del polietileno, que se distribuirán entre decenas de productos químicos. sustancias con concentraciones de 0,001-0,1 mg por litro de agua calentada. Dado que esto no está lejos de la concentración máxima permitida de sustancias nocivas, no será superflua consultar con el SES. Por ejemplo, según la norma GN 2.1.5.689-98 “Concentraciones máximas permisibles (MAC) de sustancias químicas en cuerpos de agua para uso doméstico, potable y cultural”:
– Hay un límite de 13 piezas. aldehídos - MPC de 0,003 mg / litro a 1 mg / litro, por ejemplo, MPC para formaldehído - 0,05 mg / litro, y los requisitos más estrictos para benzaldehído - 0,003 mg / litro
– MPC de peróxido de hidrógeno – 0,1 mg/litro
- 3 piezas. Las cetonas exóticas también tienen restricciones con una concentración máxima permitida de 0,1-1,0 mg / litro.

Conclusiones:

1) Si el agua se "estanca" en los colectores, entonces la concentración de "productos de descomposición" en ella será varias o decenas de veces mayor. Quizás sea mejor tirar esa agua.
2) Es aconsejable utilizar películas más finas (producirán menos “productos de descomposición”).
3) Es preferible que las películas estén lo más estabilizadas posible. Por ejemplo, el invernadero es preferible al polietileno normal (no teñido), ya que está estabilizado contra los efectos de la radiación ultravioleta. Otro ejemplo: el polietileno de alta densidad se degrada más lentamente debido a las altas temperaturas que el de baja densidad.
4) Es preferible que la relación entre la superficie del colector y las necesidades de la instalación (de agua caliente) sea lo más pequeña posible. Es decir, por ejemplo, con una necesidad diaria de 10 metros cúbicos. m de agua caliente, estación con 50 m2. Los colectores producen una contaminación del agua (concentración de sustancias nocivas) decenas de veces menor que una estación de 500 m2. colectores, incluso debido a la menor temperatura de calentamiento del agua por los colectores, lo que reduce la tasa de descomposición del polietileno.
5) Si la segunda película de los colectores es negra (y no transparente), entonces la contaminación del agua debería ser varias veces menor (ya que la radiación UV sólo penetra la capa superior de la segunda película).
6) Puedes pensar en esta opción para operar una estación solar, cuando los colectores están calentados.
agua de proceso, que luego transfiere su calor a través de un intercambiador de calor al agua sanitaria limpia.

¿Cuál es mejor utilizar una película para captar el calor solar: la negra o la transparente?

La eficiencia óptica se reduce notablemente debido a las burbujas de aire y al empañamiento de la segunda capa de la película colectora. Esto significa que la eficiencia del dispositivo realmente utilizado durante toda su vida útil será varias decenas de por ciento menor. Por tanto, no tiene sentido esforzarse por conseguir películas caras y con gran durabilidad, ya que tras varios meses de uso acumularán tanta suciedad que querrás sustituirlas. Debido a estos problemas con diversas suciedades, nos inclinamos a creer que la película 2 debería seguir siendo opaca, pero negra.

Este colector tiene una película negra y no hay una disminución radical de la eficiencia debido a la suciedad. Pero tiene un problema: el sol sólo calienta la fina capa superior de agua. Sin embargo, existen varias soluciones al problema que se obtendrán después de la investigación.

Es importante tener en cuenta que el viento aumenta el coeficiente de pérdida de calor de los colectores primitivos, y en el caso de los colectores de una sola película, esta influencia del viento puede ser radical, ya que la pérdida de calor del colector aumenta debido a la evaporación del agua y Se puede llegar al punto de que incluso en un día perfectamente soleado, pero con fuertes vientos y baja humedad, 1-film podrá calentar agua sólo unos pocos grados por encima de la temperatura ambiente. Además, el coeficiente k1 debe aumentarse en varias decenas de por ciento si no hay aislamiento térmico debajo del colector y se encuentra directamente en el suelo, en la superficie del techo, etc.

En el episodio 2 de esta película se comparan los coleccionistas primitivos y de fábrica sobre los temas de funcionamiento en invierno, facilidad de conexión, viabilidad económica y áreas de aplicación práctica.

Segunda parte (sobre el trabajo en invierno)

Serie 3, 4 (mantenimiento)

– Experimenta vertiendo agua en una funda de film plástico:

Hoy en día, las tecnologías y materiales modernos permiten utilizar fuentes de energía alternativas de la manera más eficiente posible. Una de esas fuentes es el sol. Convertir su energía en electricidad y calor es una forma económica (casi gratuita) de calentar habitaciones. De esta forma podrás proteger el medio ambiente de la contaminación. Para calentar agua, puedes hacer un calentador de agua solar con tus propias manos.

Ámbito de uso

Los colectores solares se utilizan para calentar agua en piscinas, calefacción de espacios o suministro de agua caliente. La esencia del trabajo es utilizar la energía del sol para calentar el refrigerante. Aunque el sol tiene diferente intensidad en invierno y verano, calentar agua de esta forma es posible durante todo el año. Este es el requisito previo para utilizar este método.

Por ejemplo, por metro cuadrado en invierno se necesitan de 1 a 3 kW/hora de electricidad generada, y en verano esta cifra aumenta a 6-8 kW/hora. En las regiones del norte, todos los indicadores se pueden incrementar en un 30% o más. Incluso en las regiones del norte, los calentadores solares se utilizan activamente y ayudan a resolver el problema del suministro de agua caliente, calefacción y similares. En las regiones del sur y la zona media, estos dispositivos proporcionarán agua caliente y calor a la casa por completo, por supuesto, esto significa unidades grandes de varios metros cuadrados. Pueden sustituir completamente la caldera.

Cómo calentar agua en la casa de campo. Colector solar de bricolaje

Las ventajas del sistema incluyen:

Las desventajas de un sistema de este tipo son:

• alto precio al comprar equipos de fábrica;
• la eficiencia depende directamente de la ubicación y la época del año;
• dependencia de la eficiencia de la luz solar y la nubosidad;
• a pesar de la potencia bastante alta, los paneles son susceptibles al granizo;
• la necesidad de instalar un tanque de almacenamiento de calor.

Calentador de agua con colector solar de bricolaje Parte 1

Tipos de colectores solares

Los colectores solares se pueden clasificar según muchos parámetros. En primer lugar, conviene mencionar la temperatura a la que funcionan los heterocalentadores. Entonces, los dispositivos se dividen en:

• baja temperatura: opere a 50 grados;
• temperatura media: rango de temperatura de 80 a 90 grados;
• alta temperatura: capaz de llevar el refrigerante a un estado de ebullición.

Hay dispositivos de alta temperatura que pueden funcionar a temperaturas de 200 a 300 grados, pero se utilizan exclusivamente con fines de producción. Puedes hacer un calentador de agua solar con tus propias manos solo en el primer y segundo grupo. Para producir colectores de alta temperatura, necesitará equipos costosos y profesionales.

Si dividimos los dispositivos por diseño, podemos distinguir tres tipos principales:

• dispositivos de vacío;
• calentadores de agua planos;
• concentradores solares.

Los calentadores de agua al vacío funcionan según el principio de un termo. El diseño se basa en varias docenas de matraces de vidrio con dos cámaras. El exterior está hecho de vidrio de alta resistencia, que “no teme” al granizo ni al viento. El interior está elaborado con un corte especial para aumentar la capacidad de absorber la luz solar. Se crea un vacío entre las cámaras para evitar la pérdida de calor.

El tubo interior contiene un circuito de cobre por el que circula un refrigerante, freón de bajo punto de ebullición, que calienta la estructura del colector solar de vacío. El proceso de calentamiento se realiza mediante la evaporación del fluido de proceso y la transferencia de calor al fluido de trabajo, que se encuentra en el circuito principal. Como regla general, para estos fines se utiliza anticongelante.

Colector solar de bricolaje

Un sistema de este tipo puede funcionar a temperaturas de hasta 50 grados. Es bastante difícil construir esta estructura por tu cuenta. En este sentido, existen muy pocos dispositivos caseros de este tipo.

Un calentador de agua de placa plana parece una caja baja aislada. El panel de absorción de energía solar tiene una mayor conductividad térmica. Gracias a ello, es posible conseguir el máximo calentamiento del refrigerante que circula por el circuito tubular.

El principio de funcionamiento de un concentrador solar es calentar un punto determinado mediante un espejo esférico. El calentamiento directo del refrigerante se produce en un circuito metálico en espiral, que se encuentra debajo del foco del espejo. La principal ventaja de los colectores solares con concentración de luz solar en un punto es la capacidad de calentar el refrigerante a una temperatura alta. Pero este sistema no es popular entre principiantes y artesanos experimentados, ya que es necesario controlar la ubicación del sol.

Para hacer un colector solar para una ducha de verano con sus propias manos, lo ideal es un diseño plano. También es necesario tener en cuenta la presencia de aislamiento térmico, absorbentes de cobre y vidrio, que tiene una alta transmitancia de luz.

Colector solar de bricolaje: revisión, cableado.

Dispositivo y principio de funcionamiento.

Un calentador de agua de placa plana consta de un marco de madera con una pared trasera bien cosida. El elemento calefactor principal, el absorbente, está montado en la parte inferior. A menudo está hecho de una lámina de metal a la que se une un colector de tubos en forma de bobina o en posición paralela. Los tubos se sueldan o sueldan con cuidado a la placa de metal, la costura no debe interrumpirse. Esto es necesario para garantizar la máxima transferencia de calor.

El circuito de fluido consta de tubos dispuestos verticalmente. Están unidos a un circuito horizontal de gran diámetro. Los orificios de entrada y salida están ubicados en diagonal. Este esquema le permite extraer calor del intercambiador de calor de la manera más eficiente posible. El anticongelante suele ser el principal refrigerante. Pero puedes elegir otras sustancias anticongelantes.

El absorbente debe pintarse con pintura fotoabsorbente. La caja está aislada con materiales aislantes. y encima se instala vidrio templado o plexiglás. Puede simplificar la tarea dividiendo el área de acristalamiento en dos partes. Para un mayor rendimiento, se utilizan ventanas de doble acristalamiento.

Este diseño crea el efecto de un termo, que reduce la pérdida de calor por el viento, la lluvia y otros fenómenos climáticos.

El principio de funcionamiento es el siguiente:

Las tecnologías modernas permiten utilizar refrigerante calentado incluso después de que el sol desaparece detrás de las nubes. Esto sucede debido al movimiento constante del refrigerante y a la presencia de un tanque de almacenamiento de calor.

Producción independiente a partir de medios improvisados.

Calentar agua del sol con tus propias manos se puede hacer de diferentes maneras. Pero todos tienen una característica: el mismo diseño del aislamiento térmico de la caja. A menudo, la base está hecha de madera, aglomerado y materiales similares. La parte superior de la estructura se cubre con sustancias antisépticas y luego con barniz y una película reflectante. El aislamiento se produce mediante la instalación de lana mineral. El absorbente está fabricado con tubos de metal y plástico. Todos los demás elementos del producto se pueden fabricar a partir de materiales de desecho innecesarios.

Una de las opciones más económicas de captador solar para una ducha de verano es utilizar una manguera de jardín o un tubo de PVC. Se pliegan en forma de caracol sobre una superficie de metal o madera. La eficacia de su uso radica en la gran superficie de calentamiento. Es imperativo instalar un tanque de almacenamiento de calor. Si no se hace esto, el absorbente se sobrecalentará en los días de verano muy calurosos. Es mejor coger la manguera negra. Así, los rayos del sol calentarán el refrigerante tanto como sea posible. Esta opción se puede utilizar no solo para calentar agua para una ducha de verano, sino también para calefacción por suelo radiante o una piscina.

Para construir un colector solar se suele utilizar el condensador de un frigorífico viejo. El intercambiador de calor en el exterior será un absorbente ya preparado para el colector solar. Sólo hay que instalarlo sobre una chapa de metal que absorba el calor, y también montarlo en la carrocería. Por supuesto, el factor de eficiencia es pequeño, pero es perfecto para satisfacer las necesidades de suministro de agua caliente en verano a una pequeña casa de campo.

Utilizar un radiador viejo es otra opción para fabricar usted mismo un colector solar. Es más cómodo de fabricar, ya que ni siquiera requiere la instalación de una placa reflectante de calor adicional. Basta con montarlo en la carcasa y recubrirlo previamente con pintura resistente al calor. Un radiador puede cubrir la necesidad de suministro de agua caliente en verano. Si instala varias unidades, en un clima frío y soleado es muy posible prescindir de fuentes adicionales de calentamiento de agua.

Los tubos de cobre, metal-plástico y polietileno para crear un coleccionista con sus propias manos también se han vuelto muy populares últimamente. Todos tienen sus pros y sus contras. Por ejemplo, los tubos de cobre requieren mucha mano de obra para su instalación, así como un gran presupuesto para su compra.

Características de instalación

Para instalar la unidad, debe seleccionar cuidadosamente la ubicación. No se puede dar sombra, ya que el colector solar debe recibir la máxima cantidad de luz solar a lo largo del día. Los rieles de montaje que sujetan la base están hechos de listones de madera o de metal. Su ubicación y longitud deben calcularse de tal forma que la inclinación de la losa hacia el sol pueda regularse de 45 a 60 grados.

Para reducir las pérdidas de calor, el depósito de almacenamiento debe colocarse lo más cerca posible de la instalación. La circulación del refrigerante puede ser natural o forzada. Depende de ciertas condiciones. Para este último caso se utiliza una bomba de circulación adicional y un sensor de temperatura, que controlará la temperatura del agua y encenderá el motor cuando el grado alcance el nivel programado.

Cada año, las fuentes de energía tradicionales se vuelven más caras y no se vislumbra un final para esta carrera de precios. Mientras tanto, la fuente de energía más poderosa, que vemos casi todos los días, "funciona" de forma totalmente gratuita. Y si la humanidad aún no ha aprendido cómo obtener energía de manera eficiente directamente en forma de electricidad, entonces cualquier persona puede usar la energía térmica del sol, ¡si tan solo hubiera un deseo!

De hecho, en una zona soleada, la luminaria emite aproximadamente 1 kW de energía cada hora. Sería un pecado no utilizar dicha fuente al menos para calentar agua. Al mismo tiempo, los costos de creación e instalación de un dispositivo para calentar agua son mínimos. Los inventores de todo el país llevan mucho tiempo utilizando diversas instalaciones para calentar agua.

Entre ellos se encuentran los más simples y complejos, con control automático. Todo depende de la preparación técnica, la capacidad financiera y, por supuesto, del deseo.

¿Cómo obtienen hoy los artesanos agua caliente del sol?

Hacer tu propio calentador solar no es nada complicado.

Esta es la opción más sencilla.
Se instala un contenedor ordinario en forma de barril, un tanque viejo, en el techo de una ducha de verano o una casa, un granero y se conecta a través de una manguera a un grifo normal.

Si el recipiente está pintado de negro, el calentamiento se producirá más rápido.

Al final del día el agua se calienta a unos 45°C. Estos datos son válidos para un depósito de polietileno de 200-300 litros. Es deseable que sea plano; esto aumenta la eficiencia de calefacción.

El único inconveniente es que toda el agua debe usarse por la noche, porque... Por la mañana hará frío.

Para "eliminar" este inconveniente, deberá aislar el recipiente o drenar el agua calentada en un tanque nuevamente aislado. Simplemente puede introducir agua en la caldera y, cuando se enfríe, calentarla. Al menos se ahorra algo de electricidad.

Otra opción es mantener la caldera conectada permanentemente a un tanque instalado en el techo. Entonces el agua circulará constantemente; se puede utilizar en línea.

Un inconveniente importante del sistema es que no funciona a temperaturas inferiores a +20 ° C. Por lo tanto, existen otras formas de calentar agua fuera de temporada.

Calentador de agua solar – colector

Este dispositivo se considera el más eficaz. Se trata del material del que está hecho el coleccionista. La mayoría de las veces esto es:

• acero
• latón.

Pero el montaje con metal requiere mucha mano de obra (soldadura, soldadura, juntas, etc.), por lo que se utilizan otros materiales. Existe la opción de utilizar tuberías de polipropileno, que son más económicas. Sin embargo, su conexión también puede causar dificultades asociadas con el sellado de las juntas.

Otra desventaja es una deformación significativa cuando se calienta, esto no se nota tanto en las tuberías de metal y plástico, pero el polipropileno tiene un alto coeficiente de expansión térmica. Esta deficiencia puede provocar fugas en el sistema.

Existe una solución original y sencilla que consiste en utilizar una manguera de jardín como colector solar. Todo el proceso de montaje se limita a girarlo en espiral y colocarlo en una caja adecuada.

Excelente flexibilidad, la ausencia de conexiones garantiza la ausencia de fugas y la longitud de la manguera permite conectarla directamente a accesorios sanitarios sin conexiones intermedias.

El rendimiento de dicho sistema depende de la longitud de la manguera. Con un diámetro de 2,5 cm y una temperatura del aire de al menos +25 °C, un metro de manguera calienta 3,5 litros de agua a +45 °C.

Resulta que en un día soleado, por la noche, 10 metros te “darán” 280 litros de agua caliente. El sistema funciona cuando la temperatura baja a +8C.

¿Cómo ocurre el proceso de calentamiento del agua?

Los rayos del sol inciden en la espiral a través del cristal y la calientan. El agua calentada se convierte en una fuente de radiación de onda larga, que se refleja en el vidrio. Es decir, los rayos del sol caen en una especie de “trampa” térmica.

1. Para crear este dispositivo calefactor necesitarás una caja donde se colocará una espiral de manguera negra; el uso de otros colores provocará una pérdida de calor del 5%. Puede ser de caucho o PVC. Diámetro: no menos de 1,9 cm, espesor de pared no más de 2,5 mm.
2. La manguera se conectará a la caldera, que debe estar más alta que la espiral. El fondo de la caja debe estar aislado con espuma plástica pintada de negro.
3. La caja en sí está cubierta con vidrio de ventana en la parte superior (lo orgánico no es adecuado porque no retiene bien la radiación solar).
4. Se debe instalar una junta de goma entre el vidrio y la caja.

Calentador de agua fabricado con botellas de PET

La idea es crear primero módulos (3 botellas cada uno, 4 o 5 son posibles), luego conectar cada uno de ellos a un tubo de plástico, que por un lado está conectado a una fuente de agua fría y por el otro sale caliente. líquido. Lo mejor es utilizar botellas con una capacidad de 2-2,5 litros. Deben conectarse según el principio "del cuello hacia abajo".

• Para ello, se corta un agujero en la parte inferior para un cuello con un diámetro de 26 mm. El agujero debe ubicarse estrictamente en el centro. Por lo tanto, primero marque el centro perforando un agujero con una broca de 3-6 mm.
• Para asegurar el sellado, lubrique las roscas del cuello con sellador y deje la estructura inmóvil durante 2-3 días. ¡Haz un agujero en el fondo de la botella superior!
• Un módulo de tres botellas se conecta de la misma forma (se puede pensar de otra manera) a un tubo de plástico, por un extremo del cual entra agua fría.

El número de módulos puede ser grande. Para obtener 200 litros de agua caliente se necesitan unas 110 botellas, es decir, tres metros cuadrados de superficie.

• Coloque el bloque resultante en una caja cubierta con vidrio de ventana. El ángulo de inclinación es de 10 a 30 grados.

El sistema resultante es mucho más eficiente que un barril negro de agua instalado en el tejado.

La mayoría de los diseños caseros para calentar agua con el sol en verano ahorran entre un 70 y un 80% de la energía gastada en calefacción. En otoño, primavera: hasta un 40%. Al mismo tiempo, ¡se “toman” de la luminaria hasta 400 kW/h por persona y año! Algo sobre lo que pensar.