DIY Zonneboiler: Diagram, Apparaat, Etc. + Video

2024 Auteur: Bailey Albertson | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 13:03

Zonneboiler: de mogelijkheid om een geo-collector te gebruiken en het apparaat zelf te vervaardigen

De zon is de grootste bron van veilige en gratis energie. En als vroeger mensen het niet konden gebruiken, zijn er nu technologieën die helpen om een huis alleen van warmte en warm water te voorzien ten koste van de zon. Het gebruik van verzamelaars is een kosteneffectieve en betaalbare manier om een landhuis comfortabeler te maken. U hoeft alleen maar de juiste zonnecollector te kiezen (of deze zelf te maken) en deze vervolgens in het bestaande verwarmingssysteem te introduceren.

Inhoud

• 1 Wat is een zonneboiler

  1.1 Toepassingsgebied van zonnecentrales

• 2 soorten zonnecollectoren

  • 2.1 Tabel: Vergelijkende kenmerken van vlakke en vacuümcollectoren
  • 2.2 Kenmerken van zonneboilers met platte panelen
  • 2.3 Kenmerken van vacuümcollectoren

• 3 In welk systeem moet een zonneboiler worden geïntegreerd

  • 3.1 Soorten circulatie
  • 3.2 Selectie van het type circulatiecircuit

• 4 Hoe maak je een platte zonnecollector met je eigen handen

  • 4.1 Gereedschappen en materialen voor werk
  • 4.2 Video: hoe maak je een zonneboiler met platte koperen buis
  • 4.3 Installatie van de zonnecollector
  • 4.4 Onderhoud zonnecollector
• 5 Video: instructies voor het monteren van een zonnecollector uit aluminium blikjes

Wat is een zonneboiler

Een collector (boiler) is een apparaat dat energie van de zonnestralen opvangt en omzet in warmte. De zon verwarmt de koelvloeistof in de collector, die vervolgens wordt gebruikt voor warmwatervoorziening en verwarming of elektriciteitsopwekking.

Moderne zonneboilers kunnen complex zijn, maar elke eigenaar van een privéwoning kan onafhankelijk een apparaat voor zijn eigen behoeften maken. Het belangrijkste is om erachter te komen waar dit apparaat voor is.

Drie collectoren voldoen volledig aan de behoefte van het gezin aan warm water en verwarming

Toepassingsgebied van zonne-installaties

In ons land wordt de term zonneboiler nog steeds geassocieerd met een zwarte tank op het dak van een zomerdouchecabine, maar deze technologie wordt over de hele wereld met succes gebruikt. Zonnecollectoren komen veel voor in de zuidelijke regio's van Europa. Inwoners van privéwoningen in Italië, Spanje en Griekenland zijn wettelijk verplicht om zonneboilers te gebruiken. China blijft ook niet achter bij het Westen. Daar worden zonneboilers op de daken van hoogbouw geïnstalleerd die alle appartementen van warm water voorzien. In 2000 waren er zoveel zonne-energiecentrales in de wereld dat ze samen meer dan 71 miljoen m ² in beslag zouden nemen. Bijna 15 miljoen m ² daarvan zou Europees zijn.

Zonne-vacuümcollectoren bezetten bijna volledig de daken van Chinese nieuwe gebouwen

Dergelijke apparaten worden gebruikt voor de warmwatervoorziening van huishoudelijke en industriële gebouwen, verwarming van privéwoningen, administratieve gebouwen, werkplaatsen. Ze zijn het meest in trek in de voedings- en textielindustrie, aangezien er in dit gebied veel productieprocessen zijn met warm water.

In de privésector heeft elke persoon uit Duitsland 0,14 m ² zonnecollectoroppervlak, uit Oostenrijk - 0,45 m ², uit Cyprus - 0,8 m ² en uit Rusland - 0,0002 m ². De intensiteit van het zonlicht in Rusland slechts 0,5 kWh / m ² minder dan in het zuiden van Duitsland. Dit betekent dat de lage populariteit van zonnecollectoren in de noordelijke regio's niet te wijten is aan geografische redenen.

Zelfs zwembadwater kan worden verwarmd met een uitgebreid spruitstuksysteem

Soorten zonnecollectoren

Ingenieurs hebben platte, buisvormige met vacuüm, parabolische reflectorconcentratoren, antennes, zonnetorens en andere soorten installaties ontwikkeld. De meest populaire voor huishoudelijke doeleinden zijn platte en vacuüm boilers.

Tabel: Vergelijkende kenmerken van vlakke en vacuümcollectoren

Vlakke verzamelaar	Vacuümverdeelstuk
Makkelijk te doen met je eigen handen van afvalmateriaal.	Vervaardigd in een industriële omgeving of samengesteld uit fabrieksonderdelen.
Loont snel.	Loont drie keer langer dan plat.
Minder kans op oververhitting bij warm weer.	Voorkomt dat opgehoopte warmte terugkeert naar de omgeving.
Werkt effectief in de zomer of in landen met warme klimaten.	Geschikt voor koude streken, werkt in de winter bij temperaturen tot -30 o C.
Het heeft een hoge luchtdruk, dus een sterke windvlaag kan het van het dak blazen.	De wind gaat vrij tussen de vacuümbuizen, waardoor de kans dat de collector niet door de storm geraakt wordt groter is.
Het reinigt zichzelf van sneeuw, vorst en ijs.	De productiviteit is 2-3 keer hoger dan die van een vlakke collector (met gelijke oppervlakken).

Kenmerken van zonneboilers met platte panelen

Het apparaat is een paneel met daarin koperen buizen met een donkere coating. Ze verwarmen water, dat wordt opgevangen in een tank en gebruikt voor warmwatervoorziening (warmwatervoorziening). Als u de collector zelf maakt, kunnen dure componenten worden vervangen door beschikbare materialen:

• in plaats van koperen leidingen kunt u staal, polyethyleen of gewoon een radiator uit een oude koelkast halen;
• een houten frame kan een vervanging worden voor een metalen frame, hoewel het meer weegt;
• de verchroomde absorber vervangt de gebruikelijke zwarte verf;
• een glasplaat of polycarbonaat met cellen zal goed dienen als beschermingshoes, en schuim zal dienen als verwarming.

Het belangrijkste is om de dichtheid van het paneel te waarborgen, maar hiervoor is het voldoende om alle naden af te dichten met constructiesiliconen. Het grootste nadeel van dergelijke apparaten is dat het verwarmde koelmiddel warmte uitstraalt naar de lucht en een beetje afkoelt voordat het de opslagtank binnengaat. Het gebruik van thermische isolatie en het afdichten van naden zijn ontworpen om precies dit effect tegen te gaan.

Dure onderdelen van een industriële collector kunnen worden vervangen door goedkopere tegenhangers, er kunnen bijvoorbeeld stalen buizen worden gebruikt in plaats van koperen buizen en het apparaatframe kan van hout worden gemaakt

Als er geen water uit de vlakke collector wordt gehaald, kan het op een warme zonnige dag tot 190–210 ^o C opwarmen, wat kan leiden tot het scheuren van leidingen met koelmiddel of verbindingselementen. Voor wie af en toe een zonneboiler gebruikt, is het belangrijk om een opslagtank te plaatsen die de overdruk in de leidingen kan wegnemen. Een andere optie is om minerale olie in plaats van water als koellichaam te gebruiken. Het kookpunt is hoger, wat het risico op systeemschade verkleint. In dit geval is een warmtewisselaar nodig, waarin de olie de opgehoopte warmte zonder direct contact aan het water overbrengt.

Kenmerken van vacuümcollectoren

Dit type zonneboiler bestaat uit individuele buizen, die elk in een luchtloze omgeving staan. Dit ontwerp maakte het mogelijk om het warmteverlies op de weg van de collector naar de opslagtank te verminderen en de efficiëntie van het systeem te verhogen. Hierdoor werken vacuümcollectoren perfect tijdens de seizoenswisselingen (herfst, lente) en in de winter.

Het vacuümverdeelstuk bestaat uit buizen die in een luchtloze omgeving zijn geplaatst

Koperen buizen worden ook gebruikt in vacuüm zonneboilers, omdat dit materiaal tegelijkertijd voor een goede warmteoverdracht en hygiëne zorgt. De rest van de elementen zijn vergelijkbaar: glas (borosilicaat voor betere warmteoverdracht), daaronder een zwarte absorberende laag, een buis met koelmiddel en een substraat. Het is gemakkelijker om de dichtheid van het systeem te garanderen, omdat er maar één naad is - de verbinding tussen de buis en de opslagtank.

Op de hoofdleiding van de vacuümboiler zijn aparte leidingen aangesloten

Koud water warmt geleidelijk op door afwisselend contact met hete koperen leidingen. Dit is de enige manier om warmte van een vacuüm zonne-energiecentrale af te voeren, dus het is belangrijk om deze te voorzien van een regelmatige stroom koud water, dat wil zeggen, gebruik de hele dag door warm water. Antivries wordt gebruikt als koelmiddel in vacuümzonnecollectoren om de duurzaamheid van het systeem te vergroten. Het verdraagt verwarmen tot 300 ^van C en niet bevriest bij een bewolkte dag wordt de temperatuur verlaagd tot -40 inrichting ^voor S.

Het is onmogelijk om met eigen handen een volwaardige vacuümzonnecollector te maken: een dikwandige buis maken van borosilicaatglas is in artisanale omstandigheden ondenkbaar. Daarom zou een betrouwbaardere optie zijn om fabriekskolven te kopen (coaxiale en veervariëteiten worden aangeboden) en de zonneboiler ter plaatse te monteren. Maar aangezien zelfs dergelijk werk opmerkelijke slotenmakersvaardigheden vereist, is het beter om een afgewerkt product te kopen met een garantie van de fabrikant.

Welk systeem om een zonneboiler in te integreren

Om warm water uit de kraan te laten stromen, is het belangrijk om niet alleen een collector te kiezen, maar ook om er een heel systeem voor te creëren vanuit een opslagtank, verbindingsleidingen, kranen en andere elementen.

Soorten circulatie

Bepaal of u de opslagtank boven het verdeelstukniveau kunt installeren. Het hangt ervan af welke van de twee soorten circulatie in het systeem zal zijn.

1. Natuurlijke circulatie ontstaat door het verschil in dichtheid tussen koud en warm water. De verwarmde vloeistof heeft de neiging te stijgen, wat de locatie van de opslagtank bepaalt. Als het dak complex is, kies dan een goed verlichte plaats voor het verdeelstuk en plaats de tank onder de nok.

   

   Bij natuurlijke circulatie beweegt water door het systeem vanwege het verschil in dichtheid tussen koud en warm water.

2. Systemen met geforceerde circulatie werken dankzij een pomp die warm water in een voorbereide tank pompt. In dit geval wordt het mogelijk om de elementen van het systeem ver van elkaar te plaatsen, bijvoorbeeld om een opslagtank op zolder of in de kelder te plaatsen. Het is beter voor de buitenkant en vereist minder inspanning om de tank zelf te isoleren. Maar de leidingen die van de collector naar de tank lopen, moeten worden voorzien van thermische isolatie, anders bestaat het risico dat alle warmte onderweg verloren gaat. Geforceerde circulatie vereist het gebruik van elektriciteit, dus als er geen elektriciteit is in de datsja, of als de elektriciteit vaak uitvalt, werkt deze optie niet.

   

   In systemen met geforceerde circulatie wordt warm water verplaatst door een pomp

Als u besluit om warmteoverdrachtsolie in het verdeelstuk te gebruiken, zorg dan voor een pomp voor geforceerde circulatie. Anders zal het systeem gewoon niet werken vanwege de lage uitzettingscoëfficiënt van de olie.

Het type circulatiecircuit selecteren

Drie soorten systemen zijn gebruikelijk:

1. Open lus. Dit is de gemakkelijkste manier om uw huis van warm water te voorzien. Het belangrijkste verschil is dat de koelvloeistof in de opvangbak noodzakelijkerwijs water is. Eerst warmt het op in buizen, komt dan in de opslagtank en vervolgens rechtstreeks in de kraan in de keuken of badkamer. Dat wil zeggen, het water circuleert niet in een cirkel, maar in een open circuit wordt elke keer een nieuw deel verwarmd.

   

   In een warmwatersysteem met open lus circuleert water niet in een cirkel

2. Enkel circuit. Het verdient de voorkeur wanneer het de bedoeling is om het huis te verwarmen met behulp van zonnewarmte of om de werking van elektrische verwarming goedkoper te maken. Het verschil is dat het door de zon opgewarmde water in de verwarmingsbuizen komt. De koelvloeistof beweegt in een cirkel in het systeem. Dit is een gesloten circulatiecyclus. Omdat de zonnecollector in de winter en buiten het seizoen wordt gebruikt, kiest u vacuümmodellen en neemt u een extra verwarming in het systeem op. Een elektrische of gasboiler helpt om de koelvloeistof op koude en bewolkte dagen en ook 's nachts op de gewenste temperatuur te brengen.

   

   In een circulatiesysteem met één circuit werkt de zonnecollector parallel met de ketel

3. Dubbel circuit. Deze optie omvat de overdracht van warmte van de collector naar het systeem via een speciale warmtewisselaar. Omdat er geen direct contact is tussen de koelvloeistof en het water, wordt er olie of antivries gebruikt in de opvangbak. Het systeem is optimaal voor landhuizen waar mensen het hele jaar door wonen. Daarin wordt de collector zowel voor warmwatervoorziening als voor verwarming tegelijkertijd gebruikt. In de regel is er ook een ketel en / of ketel in geïntegreerd voor bijverwarming van water en worden er meerdere collectoren gebruikt (afhankelijk van het aantal inwoners en de klimatologische kenmerken van de regio).

   

   In een circulatiesysteem met dubbele kring is er geen direct contact tussen de koelvloeistof van de zonneboiler en het water

Hoe maak je met je eigen handen een platte zonnecollector

Dit vereist een tekening. U moet ook het oppervlak van de boiler berekenen in overeenstemming met de behoeften van het gezin. Deze parameter wordt bepaald door de formule: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, waarbij:

• A - collectoroppervlak, m2;
• AW is het gereduceerde oppervlak dat in staat is om 1 kW * uur per dag, m2 * dag / (kW * uur) te genereren;
• Η - efficiëntie van één collector,%;
• G - totale zonnestraling per dag, typisch voor een bepaald gebied, kW * uur / (m2 * dag);
• K - coëfficiënt rekening houdend met de waarde van de hellingshoek van de collectoren en hun oriëntatie ten opzichte van de windstreken;
• F is de energie die nodig is om water per dag te verwarmen, kW * uur / dag;
• SF is het aandeel van de zonne-energie in het dekken van de warmtevraag,%.

Voor de constructie van een collector heeft u een gedetailleerde tekening nodig met daarop het aantal en de grootte van de onderdelen

Gereedschappen en materialen voor werk

Voor het vervaardigen van een platte zonnecollector van 2,28x1,9x0,1 m met metalen kunststof buizen en een houten frame heeft u nodig:

• ijzerzaag of decoupeerzaag voor het zagen van hout en triplex;
• schaar voor metalen-plastic buizen;
• schroevendraaier;
• borstels en een spuitpistool of spuitbus voor het zwart maken van gemonteerde leidingen.

Volgorde aanbrengen in:

1. Stel een doos samen voor de basis van de collector uit twee platen multiplex van 1,52x1,52 m, 1 cm dik, waarvan er één is uitgesneden om zijkanten te maken voor details: 0,76x0,38 m groot - 4 stuks, 1,52x0 0,76 m groot - 1 pc.

   

   Multiplexplaten worden gebruikt om een opvangbak te maken

2. Verf het binnenoppervlak van de resulterende doos met zwarte matte verf en het buitenoppervlak met wit of dek af met een beschermende vernis.

3. Maak een frame voor het bevestigen van een doos van een staaf van 5x5 cm, volgens het bijgevoegde diagram. In totaal is 60 m hout nodig. Voor de montage is het belangrijk om de onderdelen te behandelen met een houtbeschermingsmiddel om het materiaal te beschermen tegen neerslag en extreme temperaturen. Bevestig de onderdelen aan elkaar met houtschroeven met metalen hoeken van 5x5 cm.

   

   Een standaard (frame) voor de doos is gemaakt van een staaf

4. Bevestig de doos op de voorbereide standaard en voer de verdere montage uit op deze schuine standaard.

5. Maak markeringen waar de pijpen zullen komen en waar de pijpen zullen passen. Kleur ze ook zwart om het warmteverlies niet te vergroten.

   

   Voor een veilige bevestiging zijn de montagebuizen in vier rijen geplaatst

6. Snijd de 0,5 '' dikke versterkte kunststof buizen in stukken op de gewenste lengte. Gebruik het eerste fragment als referentie om fouten te voorkomen. Je zou 45 stuks van elk 2,14 m moeten krijgen.
7. Monteer de slang van de buizen op de standaard, gebruik om de beurt fittingen voor metalen-plastic buizen. In totaal zijn 44 hoekige ellebogen van het type "moeder-moeder" en "moeder-vader" en 88 adapters van de metalen kunststof buis naar de fitting vereist. Gebruik afdichtingsdraad om de voegen af te dichten. Bevestig aan het begin en einde van de slang de adapters voor het aansluiten van de watertoevoer- en afvoerslangen.

8. Verf de structuur zwart met een spuitpistool of blik.

   

   De collectorspoel is geverfd met zwarte verf

9. Sluit de spoel aan op de pomp en zorg ervoor dat er geen lekkage is bij het verpompen van water. Als een verbinding niet strak genoeg is, laat u deze leeglopen en monteert u deze opnieuw, en controleert u opnieuw.

10. Bedek de bovenkant van de doos met helder glas of stevig polycarbonaat. Als het niet mogelijk is om een massieve plaat te gebruiken, maak dan een aluminium frame in de maat van de beschikbare fragmenten (liefst niet meer dan vier) en zet de panelen stevig vast. Behandel elke voeg voorzichtig met transparante siliconen zodat de boiler goed vast zit.

    

    Het collectorschild kan uit meerdere stukken worden samengesteld, waardoor de verbindingen nog sterker worden

Volgens het beschreven schema wordt een collector met een capaciteit van 1,6-2 kW geassembleerd.

Video: hoe maak je een zonneboiler met platte koperen buis

Zonnecollector installatie

Het apparaat is op het dak geïnstalleerd. Deze optie is geschikt voor landhuizen en hoogbouw. Het is beter als het dak schuin staat en de hellingshoek dicht bij de breedtegraad van deze regio ligt. In dit geval moet u de beugels door het dakbedekkingsmateriaal aan de planken aan de zuidkant bevestigen. De collector wordt 15-20 cm boven het dakniveau geplaatst, parallel aan de oprit. Dit is de meest harmonieuze oplossing, vooral als er meerdere boilers in huis worden gebruikt. Soms is de collector verzonken in het dak zodat het schermdoek gelijk ligt met de decoratieve dakbedekking. Maar deze methode is veel duurder en kan de dakconstructie verzwakken.

Het vlakke collectorsysteem kan het beste op een schuin dak worden gemonteerd

Op platte daken worden de collectoren op speciale constructies gemonteerd die ze in een bepaalde hoek houden. Stands kunnen kant-en-klaar worden gekocht of vanuit de hoeken worden gelast. De metalen structuur is met grote ankerbouten aan de basis bevestigd.

Op een plat dak zijn de collectoren op speciale constructies gemonteerd

In zomerhuisjes worden zonnecollectoren naast het huis of zwembad op een open zonnige plek geïnstalleerd. In dit geval kiezen ze een plaats op een reeds gemaakte site of rusten ze afzonderlijk een betrouwbare basis uit. Om dit te doen, heb je een rechthoekig platform nodig met een geramd bulkkussen, waterdichtheid en een coating van straatstenen, porselein-steengoed en ander duurzaam, hard en weerbestendig materiaal. Vervolgens wordt er een metalen of houten ezelstandaard op gemonteerd, waarop de zonnecollector is bevestigd.

Het installeren van een zonnecollector op steunen die geen gemeenschappelijke basis hebben, wordt als minder betrouwbaar beschouwd, maar helpt ruimte te besparen

Onderhoud zonnecollector

Net als elk ander apparaat heeft het apparaat service nodig. De meest voorkomende werken:

1. Glas wassen. Het beschermende paneel van de collector wordt na verloop van tijd troebel door stof en afzettingen. Om te voorkomen dat dit de efficiëntie van het systeem beïnvloedt, is het de moeite waard om het eens per maand (tijdens de werkperiode) schoon te maken met een gewone glasreiniger of gewoon een sopje (als het transparante paneel niet van glas is). Omdat de behuizing is verzegeld, zijn er geen voorbereidende werkzaamheden vereist om het systeem uit te schakelen.
2. Aftappen van vlakke collectoren als deze niet in de winter worden gebruikt. Bevriezend water tijdens bewolkt winterweer kan leidingen en fittingen doen scheuren. Daarom is het bij het begin van koud weer noodzakelijk om de watertoevoer uit te schakelen en de vloeistof volledig uit de leidingen te laten lopen. Dan is de verzamelaar bij het volgende zomerhuisje weer klaar voor zijn werk. De rest van de zonneboiler is weerbestendig, dus het is niet nodig om deze van het dak van het landhuis te halen.
3. Vervangen van de koelvloeistof als deze verslechtert als gevolg van overtreding van bedieningsregels. Antivries dat wordt gebruikt in vacuümzonnecollectoren is erg gevoelig voor oververhitting. Als de boiler geen warmte aan het water kan afgeven (er is geen warm water gebruikt in de woning, de verwarming is uitgeschakeld), vormen zich vlokken in de vloeistof en dunne koperen buisjes en is een filter verstopt. Als gevolg hiervan kan de collector zijn functies niet normaal uitvoeren. Tap in dat geval het antivriesmiddel uit elke fles volledig af, spoel de buis door en vul het systeem met nieuw speciaal antivriesmiddel (voor verzamelaars, niet voor auto's). Het filter moet ook worden schoongemaakt en de patroon moet worden vervangen. Na het starten van het systeem kunnen er per ongeluk achtergebleven vlokken in het filter verschijnen, daarom is het voor de eerste werkdag van de collector noodzakelijk om deze te controleren en, indien nodig, de patroon te reinigen.

4. Vervangen van gebroken glas. Het beschermpaneel breekt soms door hagel, vandalen en andere redenen. Het vervangen van glas in een vlakke collector is niet moeilijk: verwijder gewoon de oude en bevestig de nieuwe met siliconenkit. Het werk duurt niet langer dan een half uur, u hoeft het systeem niet uit te schakelen. In het vacuümspruitstuk moet de hele lamp worden vervangen. U moet het bij dezelfde fabrikant bestellen.

   

   Het is beter om de vervanging van een beschadigde vacuümverdeelkolf toe te vertrouwen aan professionals.

Als de verzamelaar is gekocht, is het bij de eerste storing de moeite waard om de meester te bellen en tijdens de garantieperiode - neem contact op met de vertegenwoordiger van de fabrikant. Een zelfgemaakte zonneboiler moet op zichzelf worden gerepareerd, maar het opsporen van een defect en het repareren ervan in een zelfgemaakt product is veel gemakkelijker dan in een fabrieksproduct. De ervaring van collectorreparateurs suggereert dat u eerst de staat van de kleppen, sensoren, opslagtank en pomp moet controleren, aangezien deze minder betrouwbaar zijn dan de zonne-energiecentrale zelf.

In warmwatersystemen met zonnecollector falen kleppen en sensoren meestal.

Video: instructies voor het monteren van een zonnecollector uit aluminium blikjes

De eigenaren van zonnecollectoren weten het zeker: als je eenmaal de mogelijkheden van dit apparaat hebt geëvalueerd, is het simpelweg onmogelijk om zonder te doen. Nu kunt u uw huis of zomerhuisje voorzien van goedkope en veilige warmte.