Como fazer um coletor solar para aquecimento com as próprias mãos: um guia passo a passo

Coletor solar de ar: dispositivo de esquema de design

Para fazer um coletor solar de ar a partir dos meios que existem em qualquer casa, você precisa de um pouco.

Você vai precisar de:

• Tábuas de madeira, barras, contraplacados;
• Parafusos, pregos ou outros fixadores autorroscantes;
• Latas de ferro para bebidas;
• Tinta preta;
• Vidro.

Antes de tudo, você precisa preparar uma caixa de madeira com as dimensões necessárias (comprimento x largura). A profundidade da caixa deve ser ligeiramente maior que o diâmetro das latas planejadas para uso. As paredes da caixa podem ser fixadas com parafusos autorroscantes ou quaisquer fixadores adequados. Então, na parte superior e inferior da caixa, recuando de 10 a 15 centímetros das paredes superior e inferior, você precisa instalar prateleiras, ao longo de todo o comprimento das quais fazem furos para latas iguais ao seu diâmetro.

É necessário fazer furos nas latas, cortando o gargalo e o fundo, obtendo-se assim um tubo passante que se parece com um pequeno duto de ar. Você precisa conectar as latas inserindo a segunda lata no fundo vazio da primeira lata, a próxima dentro dela e assim por diante por todo o comprimento da caixa. Em seguida, insira o tubo resultante das latas na caixa através dos orifícios perfurados para isso. Assim, é necessário encher toda a caixa com latas, sem contar o espaço entre a parede superior e a prateleira superior na qual as latas são fixadas, e o espaço entre a prateleira inferior e a parede inferior.

As junções das prateleiras superior e inferior com as latas devem ser fixadas com parafusos autorroscantes perfurando a prateleira junto com a parede da lata. O ar da sala entrará no espaço entre a parede superior da caixa e a prateleira superior, para a qual é necessário fornecer orifícios, de preferência alguns. Passando pelas latas e aquecendo, o ar entrará em um espaço semelhante entre a prateleira inferior e a parede, de onde entrará na sala pelos orifícios, aqui será necessário fornecer um ventilador. Assim, um processo completo de circulação de ar e aquecimento deve ocorrer.

A própria caixa e as latas instaladas precisam ser desengorduradas e pintadas com tinta preta fosca (você pode usar a mais barata) para criar a impressão de uma estrutura única e aumentar a taxa de aquecimento.

Fase de montagem responsável

O passo final é montar o case, que vai prender todos os componentes do aparelho em uma única estrutura. Usando uma folha de compensado e blocos de madeira, você precisa derrubar uma caixa forte. Nas barras de madeira usadas, corte as ranhuras com antecedência e, em seguida, insira uma tela de policarbonato nelas (a profundidade da ranhura é de cerca de 0,5 cm). As saídas de tubos podem ser feitas após a instalação de todos os componentes principais. Em seguida, na caixa de madeira já montada, para criar uma bolsa de ar, você coloca o isolamento de lã mineral. Monte um painel com uma bobina sobre a lã mineral. Dobre as bordas do algodão para que a bobina não toque nas paredes da caixa. O painel de aquecimento e o painel de policarbonato também devem ter uma distância entre eles e não se tocarem.

A etapa final consiste em tratar o corpo com uma solução especial repelente de água e esmaltação (exceto a parte frontal).

Coletor solar de molduras antigas

Isso é tudo, o coletor solar faça você mesmo está pronto. Para ativá-lo, coloque-o sobre uma estrutura de suporte, virando sua parte frontal em direção ao sol para que os raios incidam na parte frontal no ângulo mais reto. No telhado, instale um tanque para o acúmulo de água, que servirá como reservatório. Na parte superior do tanque, passe uma mangueira conectada ao tubo superior do manifold, até a parte inferior do tubo inferior. Ao conectar a água de acordo com este esquema, você garantirá a operação no modo de circulação natural.De acordo com as leis da física, a água quente subirá na direção do tanque e a água fria deslocada entrará no coletor para aquecimento na bobina. Não esqueça que é necessário conectar uma mangueira e uma válvula ao tanque para tirar água do tanque, bem como enchê-lo com um novo.

Coletor de ar

O coletor de ar é um dos desenvolvimentos de maior sucesso. Mas os painéis solares do tipo ar são muito raros. Esses dispositivos não são adequados para aquecimento doméstico ou fornecimento de água quente. Eles são usados ​​para ar condicionado. O transportador de calor é o oxigênio, que é aquecido sob a influência da energia solar. Os painéis solares deste tipo são identificados com um painel de aço nervurado pintado em tom escuro. O princípio de funcionamento deste dispositivo é um fornecimento natural ou automático de oxigênio para residências particulares. O oxigênio com a ajuda da radiação solar aquece sob o painel, criando assim o ar condicionado.

É permitido instalar um coletor de ar em casas particulares, instalações comerciais.

Classificação de temperatura

O equipamento solar para casa é frequentemente classificado de acordo com o tipo de refrigerante. Hoje no mercado mundial você encontra sistemas de líquido e ar. Além disso, os coletores são divididos de acordo com o regime de temperatura de operação, ou seja, a classificação é aplicada de acordo com a temperatura máxima de aquecimento dos elementos de trabalho. Existem os seguintes tipos de sistemas:

• baixa temperatura - o transportador de calor para coletores solares é aquecido até 50 ℃;
• temperatura média - a temperatura do líquido circulante não excede 80 ℃;
• alta temperatura - a temperatura máxima do material de transferência de calor pode subir até 300 graus.

As duas primeiras opções são mais adequadas para uso doméstico, enquanto os modelos de coletores de alta temperatura são mais usados ​​nos setores manufatureiro e industrial da economia. Isso se deve ao fato de que, em sistemas de aquecimento de água de alta temperatura, o processo de transformação da energia solar em calor é bastante complicado. Ao mesmo tempo, essas instalações solares ocupam grandes áreas. Nem todos os proprietários de imóveis "dacha" podem se dar ao luxo de tal luxo.

Tipos de aquecedores solares de água e suas características

Aquecedores solares de água são um conjunto de equipamentos para aquecimento de água utilizando energia solar. Outro nome para esses dispositivos é coletores solares. Ao contrário dos painéis fotovoltaicos que usam a luz solar para gerar eletricidade, os aquecedores solares recebem imediatamente a energia térmica, que transferem para um refrigerante (água, anticongelante, etc.).

Eles formam um sistema completo que consiste nos seguintes elementos:

• Colecionador. Um painel que recebe energia térmica e a transfere para o refrigerante.
• Tanque de armazenamento. Um recipiente no qual a água aquecida é acumulada e o refrigerante resfriado é substituído por um fluxo recém-aquecido.
• Circuito de aquecimento. Sistema de radiador convencional ou piso radiante, realizando a energia do refrigerante. Em alguns tipos de sistema, o circuito de aquecimento não está incluído no volume do sistema coletor, recebendo energia no tanque de armazenamento, que neste caso é um trocador de calor.

Por tipo de circulação

A circulação do refrigerante permite receber energia térmica em troca da energia liberada na atmosfera interna da casa. Existem dois tipos:

1. Natural. Utiliza-se o movimento de camadas líquidas aquecidas para cima com sua substituição por camadas mais frias. Não requer nenhum dispositivo ou uso de eletricidade, mas depende de muitos fatores - a posição relativa do coletor, armazenamento e outros elementos do sistema, temperatura, etc. O movimento do fluido é instável, capaz de aumentar e diminuir.
2. Forçado. Os fluxos são dirigidos por uma bomba de circulação. Existe um modo estável com uma taxa de fluxo constante, que permite fornecer um modo estável de aquecimento da casa.

Por tipo de coletor

Existem projetos de coletores com diferentes eficiências, capacidades e métodos de transferência de calor. Entre eles:

1. Abrir. Bandejas planas longas ou calhas feitas de plástico preto nas quais a água circula. A eficiência dos coletores abertos é muito baixa, mas a simplicidade e o baixo custo contribuem para sua popularidade. Usado para aquecer a água para um chuveiro ou piscina ao ar livre.
2. Tubular (termossifão). O elemento principal é um tubo coaxial com uma camada de vácuo entre as camadas externas, que isola de forma confiável o conteúdo dos tubos. O design é eficiente, mas caro e irreparável.
3. Apartamento. Estes são recipientes fechados com um painel superior transparente. A superfície interna é coberta com uma camada de receptor de energia térmica, que a transfere para a água, que se move dentro dos tubos soldados ao receptor. Um design simples e eficaz, no qual, para maior efeito, às vezes é criado um vácuo para isolamento térmico.

Por tipo de circuito de circulação

1. Aberto - usado para fornecer água quente para uma área residencial. O transportador de calor neste caso é a água, que é usada para várias necessidades domésticas e, consequentemente, não entra mais no circuito.
2. Sistema de circuito único - usado para aquecimento doméstico. O refrigerante aquecido dessa maneira é usado como aditivo ao refrigerante, que foi aquecido pelo método tradicional. Nesse caso, o refrigerante aquecido passa para o sistema de aquecimento, após o que é novamente transferido para o tanque receptor e para o coletor.
3. O sistema de aquecimento de circuito duplo é o mais versátil. É possível usá-lo para aquecimento no inverno ou para abastecimento de água.

Abastecimento de água de circuito duplo e sistema de aquecimento

Você também pode escolher um dos refrigerantes possíveis - água, óleo ou anticongelante. Após o coletor, o refrigerante passa por um trocador de calor, no qual o calor é transferido para o segundo circuito. O segundo refrigerante usado já é usado para o propósito pretendido - para aquecimento ou abastecimento de água.

refrigerante

Para esses aquecedores de água, vários refrigerantes são usados: anticongelante, fluido lubrificante e água.

Inscrição

Os sistemas solares estão gradualmente ganhando popularidade. Com a ajuda deles, eles resolvem muitos problemas:

• Aquecer o líquido até a temperatura necessária.
• Melhorar o desempenho do sistema de aquecimento.
• Aquecedor de água para a piscina, para um banho de verão.
• Aquecimento de líquidos para outras necessidades.

Absorvedor, a parte mais importante do sistema

A parte do coletor solar que recebe, acumula e transfere calor para o refrigerante é chamada de absorvedor.É deste elemento que depende a eficiência de todo o sistema.

Este elemento é feito de cobre, alumínio ou vidro, seguido de um revestimento. A eficácia do absorvedor depende mais do revestimento do que do material de que é feito. Abaixo, na foto, você pode ver quais revestimentos estão disponíveis e com que eficiência eles podem absorver o calor.

A descrição do sistema indica a absorção máxima possível de energia solar incidindo sobre o absorvedor. "α" é a porcentagem de absorção máxima possível. "ε" é a porcentagem de calor refletido.

Por tipo de construção

Os absorventes também diferem no tipo de dispositivo, agora existem apenas dois tipos:

Pena - dispostos da seguinte forma. As placas conectam os tubos com o refrigerante entre si. Os próprios tubos podem ser interconectados em um sistema de várias maneiras. Este é um tipo simples de absorvente que você mesmo pode fazer.

Cilíndrico - neste caso, o revestimento é aplicado na superfície de vidro do frasco e utilizado em coletores de vácuo. Graças a este dispositivo, o calor é concentrado mais apenas no centro do tubo onde está localizado o removedor de calor, ou haste. Este sistema funciona com maior eficiência do que um sistema de canetas.

É possível usar um coletor solar no inverno

Para o uso do dispositivo durante todo o ano, você precisa aprender mais sobre como o coletor solar funciona no inverno. A principal diferença é o refrigerante. Como a água pode congelar nos tubos do circuito, ela deve ser substituída por anticongelante. O princípio do aquecimento indireto funciona com a instalação de uma caldeira adicional. A seguir, o diagrama é:

• Depois que o anticongelante aquecer, ele fluirá da bateria localizada do lado de fora para a bobina do tanque de água e o aquecerá.
• Em seguida, a água morna será fornecida ao sistema, resfriada.
• Certifique-se de instalar um sensor de pressão (manômetro), uma saída de ar, uma válvula de expansão para aliviar o excesso de pressão.
• Como na versão de verão, para melhorar a circulação, é necessário prever a presença de uma bomba de circulação.

Coletor solar no telhado da casa no inverno

Como fazer um aquecedor solar de água com suas próprias mãos

O aparelho é um radiador tubular, com diâmetro de 1 polegada, colocado em uma caixa de madeira. A estrutura pode ser isolada termicamente com espuma. Com a ajuda de uma chapa de ferro galvanizado, é necessário isolar adicionalmente a parte inferior do dispositivo. Certifique-se de pintar os materiais de preto para acelerar o processo de aquecimento, com exceção da tampa de vidro, que é pintada de branco.

Como recipiente para água, você pode usar um grande barril de ferro, que é colocado em uma caixa de madeira ou compensado. O espaço vazio deve ser preenchido. Para isso, serragem, areia, argila expandida, etc. são adequados.

Ferramentas e materiais de bricolage para um aquecedor de água

Para construir um aquecedor solar de água, são necessários os seguintes materiais e ferramentas:

• vidro com moldura;
• papelão de construção sob o fundo;
• madeira ou compensado para uma caixa sob um barril;
• acoplamento;
• enchimento para espaços vazios (areia, serragem, etc.);
• cantos de ferro do forro;
• tubo para o radiador;
• fixadores (por exemplo, grampos);
• chapa de ferro galvanizado;
• tanque de ferro com grande volume (300 litros são suficientes);
• pintar preto, branco e prateado;
• barras de madeira.

Processo de fabricação de aquecedor solar de água

O processo de fazer um coletor solar com suas próprias mãos não é apenas emocionante, mas também traz muitos benefícios. O dispositivo criado permitirá o uso racional da radiação solar para solucionar diversos problemas econômicos. As especificidades da criação de um coletor em etapas são as seguintes:

1. Primeiro você precisa fazer uma caixa para o tanque, que precisa ser reforçada com barras.
2. O material de isolamento térmico é aplicado por baixo, sobre o qual é instalada uma folha de metal.
3. Um radiador é colocado na parte superior, que deve ser devidamente fixado com fixadores preparados.
4. As menores rachaduras no corpo da estrutura devem ser untadas e seladas.
5. Tubos e chapas metálicas devem ser pintados de preto.
6. O barril e a caixa são pintados de prata e após a secagem, o tanque é instalado em uma estrutura de madeira.
7. O espaço vazio é preenchido com enchimento preparado.
8. Para garantir uma pressão constante, você pode comprar uma câmara aquática com um flutuador, que é instalado no tanque de armazenamento de água.
9. O design deve ser colocado em um espaço ensolarado em um ângulo com o horizonte.
10. Além disso, o sistema é interligado por tubos (seu número e material depende do tamanho e tipo do projeto).
11. Para evitar a formação de bolsas de ar, você precisa começar a encher pela parte inferior do radiador.
12. De acordo com esse sistema, a água aquecida se move para cima, deslocando a água fria, que posteriormente entra no radiador e aquece.

Se tudo for calculado corretamente, depois de um tempo, a água morna sairá do tubo de saída. Não se esqueça que o tempo ensolarado é um pré-requisito. Assim, a temperatura dentro do sistema de aquecedor de água pode ser de cerca de 70 graus.A diferença entre a temperatura da água na entrada e na saída será de 10 a 15 graus. À noite, recomenda-se bloquear o acesso à água, para evitar a perda de calor.

O desempenho de tal dispositivo é significativamente inferior aos aquecedores de armazenamento. A eficiência de um dispositivo caseiro será muito menor, mas se não houver necessidade de comprar um sistema tão caro, você poderá fazer tudo sozinho.

A energia solar é uma fonte alternativa de calor

A ideia de usar energia solar para aquecimento não é nova. Além disso, a conveniência de seu uso foi comprovada pelos americanos, chineses, espanhóis, israelenses e japoneses.

O mercado está repleto de ofertas de várias instalações para conversão de energia solar e sua posterior utilização para as necessidades domésticas.

Os sistemas solares são usados ​​ativamente como a principal fonte de calor em muitos países do mundo. Em nossas latitudes, ainda é usado como complemento ao sistema de aquecimento.

O custo dos sistemas depende do seu tipo, área, material utilizado na fabricação. De ano para ano, há uma tendência de queda constante nos preços para todos os tipos de instalações solares - sistemas solares.

Isso os torna mais acessíveis à população em geral. Isso é apenas não todo mundo está pronto para fazer tal compra.

Mas, se desejar, você pode construir um sistema de aquecimento solar eficiente com suas próprias mãos, gastando significativamente menos dinheiro.

Um sistema de aquecimento familiar que desempenhou suas funções perfeitamente por muitos anos está se tornando cada vez mais caro. A razão para isso é o aumento global do preço dos recursos energéticos em todo o mundo. O desejo natural que surge do proprietário é economizar no aquecimento, que consome uma parte significativa do orçamento familiar.

Assim, o sistema de aquecimento solar pode substituir totalmente o combustível sólido usual, gás ou qualquer outro. Tudo depende do tipo e tamanho da sala em que será usado.

Uma opção adequada para um celeiro não é adequada para um edifício residencial, e um sistema que atenda às necessidades de uma residência de verão não pode lidar com o aquecimento de uma mansão de 2 andares.

A substituição completa do aquecimento tradicional por aquecimento solar às vezes é problemática. O proprietário teme que o sistema não seja capaz de suportar ou que não haja espaço suficiente para instalar o número necessário de painéis.

Portanto, um sistema de aquecimento combinado é frequentemente usado, sem abandonar completamente os equipamentos a gás (elétricos ou outros) instalados. O nível de substituição do aquecimento convencional pelo aquecimento solar pode chegar a 90%.

Além disso, o número anual de dias ensolarados da área em que a habitação está localizada é importante. Além disso, a temperatura média diária não é tão importante.

Muitas instalações absorvem efetivamente a luz nos dias gelados de inverno (coletores solares que usam anticongelante como refrigerante).

Além do aquecimento, uma instalação solar é capaz de fornecer água quente e eletricidade a uma casa.

Preços para aparelhos de fábrica

A maior parte dos custos financeiros para a construção de tal sistema recai sobre a fabricação de coletores. Isso não é surpreendente, mesmo em amostras industriais de sistemas solares, cerca de 60% do custo recai sobre esse elemento estrutural. Os custos financeiros dependerão da escolha de um determinado material.

Deve-se notar que esse sistema não é capaz de aquecer a sala, apenas ajudará a economizar custos ajudando a aquecer a água no sistema de aquecimento. Dado os custos de energia bastante elevados que são gastos no aquecimento de água, um coletor solar integrado ao sistema de aquecimento reduz significativamente esses custos.

O coletor solar é integrado de forma simples no sistema de aquecimento e abastecimento de água quente (+)

Para sua fabricação, são utilizados materiais bastante simples e acessíveis. Além disso, esse design é completamente não volátil e não requer manutenção. A manutenção do sistema é reduzida à inspeção periódica e limpeza do vidro coletor contra contaminação.

Vantagens e desvantagens

Todos os tipos de instalações têm suas características positivas e negativas. Para coletores solares também existem indicadores.

Prós:

1. Sistema de aquecimento solar economiza energia para água quente.
2. Parte dos custos de aquecimento no inverno pode ser reduzido usando a radiação solar.

Desvantagens:

1. Exigirá a fabricação de um sistema de fornecimento de calor completamente novo, que deve ser instalado em instalações de aquecimento tradicionais e dispositivos de água quente.
2. Os sistemas solares não podem garantir picos de geadas. Aqui você precisará usar dispositivos que queimam combustível ou instalações elétricas para aquecimento de ambientes.

Como funciona no inverno?

Em sistemas de aquecimento, como regra, são usados ​​​​coletores de vácuo, isso é determinado por suas características técnicas e condições de operação.

O principal elemento do vácuo coletor solar é um tubo de vácuo, que consiste em:

• Um tubo isolante feito de vidro ou outro material que transmite os raios do sol com perda mínima de sua potência;
• Cobre, tubo de calor colocado no interior do tubo isolante;
• Folha de alumínio e camada absorvente localizada entre os tubos;
• A tampa do tubo isolante, que é uma junta de vedação que proporciona vácuo no espaço interno do dispositivo.

O sistema funciona da seguinte forma:

1. Sob a influência da energia solar, o transportador de calor do circuito do tubo evapora e sobe, onde se condensa no trocador de calor do coletor, transfere seu calor para o refrigerante do circuito externo e depois desce, e o processo é repetido.
2. O transportador de calor do circuito externo, do trocador de calor do coletor solar, é alimentado ao tanque de armazenamento, onde a energia térmica recebida é transferida para o transportador de calor do sistema de aquecimento e abastecimento de água quente.
3. A circulação do líquido de refrigeração do circuito externo é realizada através da instalação de uma bomba de circulação e sistemas de automação que garantem o funcionamento do sistema em modo automático.
4. O complexo do sistema de automação inclui um controlador, sensores e controles que fornecem os parâmetros estabelecidos de operação do sistema (temperatura, fluxo de fluido no sistema de DHW, etc.)

Para que este sistema seja eficiente e dê conta das tarefas definidas, inclusive no período de inverno, o sistema prevê a instalação de fontes de energia redundantes.Este pode ser um sistema de aquecimento adicional usando um transportador de calor, como no diagrama acima, quando o transportador de calor do circuito adicional é aquecido usando vários tipos de combustível (gás, biocombustível, eletricidade). Além disso, uma tarefa semelhante pode ser realizada instalando elementos de aquecimento elétrico diretamente no tanque de armazenamento. A operação das fontes de energia de backup é controlada pelo sistema de automação, incluindo esses dispositivos em operação, conforme necessário.

Como funciona um coletor solar?

O princípio de funcionamento do coletor é baseado na absorção (absorção) da energia térmica do sol por um dispositivo receptor especial e sua transferência com perdas mínimas para o refrigerante. Tubos de cobre ou vidro pintados de preto são usados ​​como receptores.

Afinal, sabe-se que objetos de cor escura ou preta são mais bem absorvidos pelo calor. O refrigerante é mais frequentemente água, às vezes ar. Por design, os coletores solares para aquecimento doméstico e abastecimento de água quente são dos seguintes tipos:

• ar;
• água plana;
• vácuo de água.

Entre outros, o coletor solar a ar se destaca por seu design simples e, portanto, pelo preço mais baixo. É um painel - um receptor de radiação solar feito de metal, fechado em uma caixa selada. A chapa de aço para melhor transferência de calor é fornecida com nervuras na parte de trás e é colocada na parte inferior com isolamento térmico. O vidro transparente é instalado na parte frontal e nas laterais da caixa há aberturas com flanges para conectar dutos de ar ou outros painéis, conforme mostrado no diagrama:

Devo dizer que a instalação de coletores solares com aquecimento de ar tem características próprias.Devido à sua baixa eficiência, é necessário usar vários painéis semelhantes combinados em uma bateria para aquecimento do ambiente. Além disso, você definitivamente precisará de um ventilador, pois o ar aquecido dos coletores localizados no telhado não descerá sozinho. O diagrama de circuito do sistema de ar é mostrado na figura abaixo:

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Como funciona um coletor solar?

O princípio de funcionamento do coletor é baseado na absorção (absorção) da energia térmica do sol por um dispositivo receptor especial e sua transferência com perdas mínimas para o refrigerante. Tubos de cobre ou vidro pintados de preto são usados ​​como receptores.

Afinal, sabe-se que objetos de cor escura ou preta são mais bem absorvidos pelo calor. O refrigerante é mais frequentemente água, às vezes ar. Por design, os coletores solares para aquecimento doméstico e abastecimento de água quente são dos seguintes tipos:

• ar;
• água plana;
• vácuo de água.

Entre outros, o coletor solar a ar se destaca por seu design simples e, portanto, pelo preço mais baixo. É um painel - um receptor de radiação solar feito de metal, fechado em uma caixa selada. A chapa de aço para melhor transferência de calor é fornecida com nervuras na parte de trás e é colocada na parte inferior com isolamento térmico. O vidro transparente é instalado na parte frontal e nas laterais da caixa há aberturas com flanges para conectar dutos de ar ou outros painéis, conforme mostrado no diagrama:

Devo dizer que a instalação de coletores solares com aquecimento de ar tem características próprias.Devido à sua baixa eficiência, é necessário usar vários painéis semelhantes combinados em uma bateria para aquecimento do ambiente. Além disso, você definitivamente precisará de um ventilador, pois o ar aquecido dos coletores localizados no telhado não descerá sozinho. O diagrama de circuito do sistema de ar é mostrado na figura abaixo:

O dispositivo e o princípio de funcionamento de um coletor solar de ar

O coletor de ar solar consiste em várias partes principais:

Esquema de trabalho de um coletor solar de ar

• Toda a estrutura do coletor é colocada em uma caixa durável e selada, que é necessariamente equipada com um isolante térmico. O calor que entrou no coletor não deve "vazar" para fora.
• A parte principal de qualquer coletor é um painel solar, também chamado de absorvedor ou absorvedor. A função deste painel é receber a energia solar e depois transferi-la para o ar, por isso deve ser feito de um material com a maior condutividade térmica. Tais propriedades disponíveis na vida cotidiana são cobre e alumínio, menos frequentemente aço. Para uma melhor transferência de calor, a parte inferior do absorvedor é o maior possível, de modo que podem ser usadas nervuras, superfície ondulada, perfuração e outros métodos. Para melhor absorção da energia solar, a parte receptora do absorvedor é pintada na cor fosca escura.
• A parte superior do coletor é hermeticamente vedada com isolamento transparente, que pode ser de vidro temperado ou plexiglass, ou vidro de policarbonato.

O coletor solar é orientado para o sul e a superfície é inclinada para que a quantidade máxima de energia solar atinja a superfície.Como dizem os especialistas - para máxima insolação. O ar frio externo entra natural ou forçosamente na parte receptora, passa pelas aletas do absorvedor e sai da outra parte, equipada com um flange para união com o duto de ar que conduz ao ambiente aquecido. Vale a pena notar que existem muitas opções de design de coletores solares e o acima é mostrado apenas como exemplo.

O aquecimento do ar com a ajuda de coletores solares não pode substituir completamente o aquecimento principal em nossa zona climática, mas será uma ajuda muito boa, mesmo em dias ensolarados de inverno gelado.

Como o coletor funciona - é simples

Qualquer uma das estruturas consideradas no artigo para converter energia solar em energia térmica tem dois componentes principais - um trocador de calor e um dispositivo de bateria captador de luz. O segundo serve para capturar os raios do sol, o primeiro - para modificá-los em calor.

O coletor mais progressivo é o vácuo. Nele, os tubos-acumuladores são inseridos um no outro e um espaço sem ar é formado entre eles. Na verdade, estamos lidando com uma garrafa térmica clássica. O coletor de vácuo, devido ao seu design, proporciona um isolamento térmico ideal do dispositivo. Os tubos nele, a propósito, têm uma forma cilíndrica. Portanto, os raios do Sol incidem sobre eles perpendicularmente, o que garante que o coletor receba uma grande quantidade de energia.

Dispositivos de vácuo progressivo

Existem também dispositivos mais simples - tubulares e planos. O coletor de vácuo os supera em todos os sentidos. Seu único problema é a complexidade relativamente alta de fabricação. Você pode montar esse dispositivo em casa, mas exigirá muito esforço.

O refrigerante nos coletores solares para aquecimento em questão é a água, que custa pouco, ao contrário de qualquer combustível moderno, e não emite dióxido de carbono no meio ambiente. Um dispositivo para capturar e converter os raios do sol, que você mesmo pode fazer, com parâmetros geométricos de 2x2 metros quadrados, é capaz de fornecer cerca de 100 litros de água morna diariamente por 7 a 9 meses. E estruturas de grande porte também podem ser usadas para aquecer uma casa.

Se você quiser fazer um coletor para uso durante todo o ano, precisará instalar trocadores de calor adicionais, dois circuitos com um agente anticongelante e aumentar sua superfície. Esses dispositivos fornecerão calor em dias ensolarados e nublados.

A diferença entre painéis solares e coletores

Antes de continuar a descrição das principais características e escopo dos sistemas solares para aquecimento de água, você precisa entender como os painéis solares diferem dos coletores.

1) Bateria solar - dispositivo, que gera eletricidade a partir da energia do Sol com a ajuda de fotocélulas altamente sensíveis, combinadas em um único sistema autônomo. Como os conversores fotovoltaicos produzem corrente contínua, é adicionalmente utilizado um inversor, que permite obter corrente alternada adequada às necessidades domésticas: eletricidade e iluminação.

2) Coletor solar - um sistema de divisão funcional, cuja principal tarefa é a absorção de radiação infravermelha próxima e luz solar visível. As baterias geram corrente e os coletores aquecem o fluido dentro dos tubos. Esta é a sua principal diferença.

O refrigerante para coletores solares é selecionado levando em consideração a época do ano, bem como as características de operação. Para estruturas multifuncionais, geralmente é usado anticongelante (anticongelante) e os sistemas do tipo sazonal são preenchidos com água. Hoje você pode comprar uma opção mais versátil - um coletor solar híbrido. Este dispositivo é atraente na medida em que produz simultaneamente eletricidade e aquece a água. As vantagens de seu uso são óbvias: os módulos fotovoltaicos são resfriados por um sistema ativo de remoção de calor, devido ao qual é gerada duas vezes mais eletricidade e os recursos térmicos excedentes são gastos no aquecimento de água.

Como fazer um coletor solar com suas próprias mãos

coletor solar pode ser feito com as próprias mãos, obtendo assim um aquecedor natural e economizando uma quantia significativa ao pagar pela eletricidade.

A produção consistirá em várias etapas:

• Determinação do objetivo - será um coletor de ar (para aquecimento) ou um coletor de água (para aquecimento de água);
• Remoção das dimensões necessárias do futuro coletor, preparação do esquema de projeto;
• Fabricação da carroceria, seu isolamento;
• Instalação dos elementos constituintes do coletor (tubos de vácuo, que são um trocador de calor de fabricação própria);
• O dispositivo de aberturas de uma entrada/saída;
• Vidros da estrutura acabada (você também pode usar policarbonato ou filme, mas o vidro ainda é melhor).

Você pode usar a maioria dos materiais disponíveis na casa, por exemplo, como absorvente, o uso de papelão ondulado pintado de preto é frequentemente encontrado.

Projeto de coletor solar

Projeto de coletor solar

As unidades consideradas têm um design bastante simples.Em geral, o sistema inclui um par de coletores, uma câmara anterior e um tanque de armazenamento. O trabalho do coletor solar é realizado de acordo com um princípio simples: no processo de passagem dos raios do sol através do vidro, eles são convertidos em calor. O sistema está organizado de tal forma que esses raios não conseguem sair do espaço fechado.

A planta opera de acordo com o princípio do termossifão. No processo de aquecimento, o líquido quente sobe, deslocando a água fria de lá e direcionando-a para a fonte de calor. Isso permite que você recuse até mesmo o uso de uma bomba, porque. o líquido vai circular por si só. A instalação acumula energia solar e armazena-a no interior do sistema durante muito tempo.

Os componentes para a montagem da instalação em questão são vendidos em lojas especializadas. Em seu núcleo, esse coletor é um radiador tubular instalado em uma caixa especial feita de madeira, cujas faces são feitas de vidro.

Para a fabricação do referido radiador, são utilizados tubos. O aço é o material de tubo preferido. A entrada e a saída são feitas de tubos tradicionalmente usados ​​em encanamento. Normalmente são usados ​​tubos de ¾ de polegada, produtos de 1 polegada também funcionam bem.

A grelha é feita de tubos menores com paredes mais finas. O diâmetro recomendado é de 16 mm, a espessura ideal da parede é de 1,5 mm. Cada grelha do radiador deve incluir 5 tubos de 160 cm de comprimento cada.

Coletores solares

Fazendo um dispositivo de papelão ondulado

Este é um projeto de coletor solar ainda mais simples. Você vai construí-lo muito mais rápido.

Primeira etapa.Primeiro, faça uma caixa de madeira da mesma forma que na versão anterior. Em seguida, coloque uma viga ao longo do perímetro da parede traseira (aproximadamente 4x4 cm) e coloque lã mineral no fundo.

Segunda fase. Faça um orifício de saída na parte inferior.

Terceira etapa. Coloque papelão ondulado na viga e repinte o último de preto. Claro, se fosse originalmente uma cor diferente.

Quarta etapa. Faça perfurações em toda a área do papelão ondulado para fluxo de ar.

Quinta etapa. Se desejar, você pode esmaltar toda a estrutura com policarbonato - isso aumentará a temperatura de aquecimento do absorvedor. Mas não esqueça que você também precisa fornecer uma saída para o fluxo de ar do lado de fora.

Custos operacionais adicionais

O uso deste não implica nenhum cuidado ou manutenção além da limpeza periódica de sujeira e neve no inverno (se não descongelar). No entanto, haverá alguns custos associados:

Reparo, tudo que pode ser trocado na garantia, o fabricante pode ser substituído sem problemas, é importante comprar um revendedor autorizado e ter documentos de garantia.
Eletricidade, gasta-se bastante na bomba e no controlador. Para o primeiro, você pode colocar apenas 1 painel solar de 300 W e será suficiente (mesmo sem sistema de bateria).
Lavagem das bobinas, isso precisará ser feito uma vez a cada 5-7 anos

Tudo depende da qualidade da água (se for usada como transportador de calor).