Per molti proprietari di case private e cottage estivi, il concetto di energia alternativa è associato a costosi pannelli solari, turbine eoliche o pompe di calore. Nessuno si rende nemmeno conto che in poche ore, per pochi centesimi, puoi costruire un collettore solare da bottiglie di plastica per rifornirti di acqua calda per tutta la stagione calda.
Ti diremo come realizzare un efficace sistema di trattamento dell'acqua sanitaria dai materiali di scarto. Nel nostro articolo proposto troverai una descrizione dettagliata delle strutture e dei metodi dei sistemi di produzione, il cui funzionamento è stato testato nella pratica. Tenendo conto dei nostri consigli, puoi facilmente assemblare un dispositivo utile in casa.
Il contenuto dell'articolo:
- Applicazione specifica di collettori solari
- Caratteristiche del design e principio di funzionamento
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Assemblaggio dell'unità da materiali di scarto
- Possibilità di accumulo di acqua calda
- Metodo di circolazione dell'acqua calda
- Caratteristiche dell'incollaggio di tubi in PVC
- Procedura di produzione del collettore solare
- Caratteristiche di posizionamento e connessione
- Conclusioni e video utili sull'argomento
Applicazione specifica di collettori solari
La principale differenza tra un collettore solare e vari tipi di generazione di calore sistemi solari consiste nella ciclicità dell'opera. In altre parole, in assenza del sole, non ci sarà energia termica.
Ovviamente, al buio, le prestazioni di una fornitura autonoma di acqua calda con un collettore solare sono ridotte a zero. La produzione di calore del collettore solare è determinata dalla durata delle ore diurne, che dipende dalla latitudine e dal periodo dell'anno.
Un collettore solare fatto in casa risolverà non solo il problema della fornitura di acqua calda a una casa non collegata alle reti centrali, ma anche i problemi di riscaldamento
Le caratteristiche climatiche della zona hanno anche un impatto significativo sul livello di prestazione del collettore solare. Se l'area è caratterizzata da frequenti nebbie o il sole è spesso nascosto dietro le nuvole, le prestazioni del collettore solare sono notevolmente ridotte.
Comunque anche in questo caso collettore solare per riscaldamento e/o il riscaldamento dell'acqua rimane efficace grazie alla capacità di catturare anche i raggi sparsi.
Caratteristiche del design e principio di funzionamento
L'elemento principale del collettore solare standard è un adsorbitore a forma di piastra di rame con un tubo. La piastra si riscalda rapidamente sotto l'influenza della luce solare, trasferendo calore al tubo e al liquido in esso contenuto. Grazie alla circolazione libera o forzata, il calore risultante viene ulteriormente trasportato in tutto l'impianto.
Sotto l'influenza della luce solare, la piastra di rame si riscalda, da cui il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento nel tubo
Per aumentare l'efficienza dell'adsorbitore, dovrebbe essere dotato delle proprietà fisiche necessarie. Innanzitutto è necessario aumentare la capacità di assorbimento dell'adsorbitore e ridurre al minimo il riflesso della luce solare. La soluzione più semplice sarebbe applicare la vernice nera all'adsorbitore.
Per aumentare l'efficienza dell'adsorbitore, deve essere coperto con vetro trasparente. Il vetro normale riflette alcuni dei raggi del sole.
È meglio utilizzare un vetro speciale con un basso contenuto di ferro o utilizzare un rivestimento antiriflesso. Per evitare la contaminazione del vetro, l'involucro del collettore solare deve essere sigillato.
Nonostante i molti modi per migliorare il funzionamento e aumentare le prestazioni del collettore solare, a causa dell'imperfezione del design, questo indicatore è tutt'altro che ideale. Considerando il principio di funzionamento del collettore solare e i metodi per aumentarne l'efficienza, proveremo a creare un modello primitivo ed economico da materiali di scarto.
Assemblaggio dell'unità da materiali di scarto
Oltre ad essere economica e facile da montare, la versione con bottiglia di plastica si differenzia dai dispositivi solari standard in quanto i collettori solari piani non funzionano bene nelle ore mattutine e serali.
La forma convessa delle bottiglie garantisce una penetrazione quasi verticale dei raggi anche durante il tramonto e all'alba, garantendo così l'efficienza del dispositivo, sia al mattino che alla sera guarda.
Grazie alla forma convessa delle bottiglie di plastica, il dispositivo, anche in posizione orizzontale, è in grado di catturare i raggi del sole che sorge e tramonta
Esistono diversi modi distintivi per costruire un sistema di acqua calda perfettamente funzionante da bottiglie di plastica:
- Il collettore solare funge da serbatoio di accumulo in cui l'acqua viene riscaldata e poi scaricata;
- Il collettore solare è collegato al serbatoio di accumulo per garantire il riscaldamento dell'acqua e la circolazione naturale;
- Il raccoglitore di bottiglie di plastica funge da serbatoio d'acqua;
- Le bottiglie di plastica fungono da contenitori sigillati per stare al caldo.
Inoltre, i collettori solari possono differire nelle loro caratteristiche di design. Ciò è dovuto, in primo luogo, sia al modo in cui vengono fissate le bottiglie, sia al modo in cui vengono posizionate.
Possibilità di accumulo di acqua calda
Per realizzare un collettore solare avrai bisogno tubo in polipropilene con un diametro di 50 mm, a cui verranno collegate bottiglie di plastica, il cui numero è determinato dal diametro del tubo. Per il modello sono state prese 15 bottiglie di plastica, quindi la capacità di lavoro del collettore solare era di 30 litri.
I giunti tra le bottiglie e il tubo di propilene sono rivestiti con sigillante siliconico, prevenendo perdite d'acqua
Per collegare le bottiglie in un unico sistema, è necessario praticare dei fori in un tubo di propilene destinato alla fornitura di acqua calda. La soluzione ideale era utilizzare una punta per legno da 26 mm.
Con tali dimensioni, viene assicurata la massima tenuta della connessione e la bottiglia viene avvitata con forza nel foro lungo la sua filettatura. Per garantire la massima tenuta della connessione, i giunti possono essere rivestiti con sigillante siliconico, ma è meglio utilizzare colla hot melt.
Per ottenere l'effetto di vasi interconnessi, nella parte superiore di ciascuna bottiglia devono essere praticati fori con un diametro di circa 2 mm.
Dopo aver collegato le bottiglie, su un lato del tubo viene tagliato un raccordo, che verrà successivamente collegato al sistema di alimentazione dell'acqua per l'alimentazione dell'acqua. D'altra parte, dovrebbe essere tagliato un rubinetto attraverso il quale l'acqua riscaldata verrà scaricata nel serbatoio di accumulo.
Tuttavia, sotto il peso dell'acqua piena, un tale dispositivo per uso domestico energia solare potrebbe perdere la sua integrità. Pertanto, sarà consigliabile organizzare una scatola. Per realizzarlo, hai bisogno di una tavola larga 150 mm.
Per aumentare l'efficienza del collettore solare, sul fondo della scatola è possibile posizionare della plastica espansa o del polistirene espanso di 50 mm di spessore e coprirla con un foglio.
Dopo aver installato il collettore solare al posto del suo ulteriore utilizzo, le bottiglie di plastica devono essere verniciate di nero per assorbire più efficacemente i raggi del sole.
Quando è tinto di nero, la capacità di assorbimento della plastica aumenta e l'efficienza dell'acqua di riscaldamento aumenta.
È meglio usare vernice opaca e applicare a spruzzo da una bomboletta spray. Resta da coprire la scatola con il vetro, aumentandone così la tenuta e collegarla al sistema di alimentazione dell'acqua fredda e al sistema di drenaggio dell'acqua calda preparata per l'uso nel serbatoio di accumulo.
È noto dall'esperienza pratica che la plastica non tollera le alte temperature, che portano alla sua deformazione. Nelle giornate di sole splendente, la temperatura dell'acqua riscaldata può superare i 65 gradi, il che porterà alla deformazione della plastica.
A questo proposito, è meglio rifiutare del tutto la sigillatura aggiuntiva della scatola con il vetro o utilizzarla esclusivamente con tempo nuvoloso.
Metodo di circolazione dell'acqua calda
Il sistema di collettori solari è simile alla prima opzione, ma presenta una serie di differenze strutturali.
Per creare il raccoglitore, avrai bisogno dei seguenti strumenti e materiali:
- Tubo in PVC con un diametro di 20 mm con angoli e tee;
- Tagliatubi a rullo;
- Frese per smussare;
- Primer (agente di pulizia);
- Bottiglie di plastica;
- Latte o succo Tetrapaki;
- Coltello per cancelleria;
- Cartone;
- Vernice nera opaca resistente al calore;
- Serbatoio di stoccaggio.
Per l'installazione, abbiamo bisogno di un tubo in PVC con un diametro di 20 mm. La parte orizzontale del tubo dovrebbe essere tagliata in sezioni, in cui gli angoli e i tee saranno fissati mediante saldatura a freddo. La parte inferiore del collettore solare avrà lo stesso aspetto. Il risultato finale è un sistema chiuso, ma parliamo di tutto con ordine.
Caratteristiche dell'incollaggio di tubi in PVC
Per ottenere un taglio di alta qualità, è meglio usare tagliatubidotato di rotelle. Dopo il taglio, l'interno del tubo deve essere smussato utilizzando appositi strumenti di smussatura.
Dopo aver misurato la profondità dei raccordi a T e degli angoli, è necessario tracciare un segno sull'estremità del tubo da collegare e trattare le estremità dei tubi e dei raccordi con un primer (detergente).
Grazie al movimento fluido della parte tagliente, il tagliatubi a rullo evita deformazioni della sezione trasversale e la formazione di bave lungo il bordo durante il taglio
Il passaggio successivo consiste nell'applicare e distribuire l'adesivo all'esterno del tubo e all'interno del raccordo. L'adesivo deve essere applicato con un pennello e la sua dimensione deve essere inferiore al diametro dei tubi. Resta da inserire il tubo nel tee o nell'angolo preparato e ruotarlo di un quarto di giro per distribuire uniformemente la colla.
Va tenuto presente che il lavoro sull'incollaggio di un angolo o di un tee non deve essere completato per più di 30 secondi. Dopo il fissaggio, è necessario rimuovere la colla rimanente.
Procedura di produzione del collettore solare
Dopo che il tubo orizzontale è stato preparato e le bretelle sono collegate ad esso, è possibile preparare le bottiglie di plastica. Il modello presentato del collettore solare ha 4 tubi verticali lunghi 105 cm, 5 bottiglie di plastica possono essere posizionate su questa lunghezza del tubo. Cioè, sono necessarie 20 bottiglie di plastica identiche per assemblare il raccoglitore.
Il fondo deve essere rimosso da ogni bottiglia. Per fare ciò, un semplice modello dovrebbe essere realizzato da un pezzo di cartone lungo 30 cm arrotolato in un tubo. Usando una sagoma e un coltello clericale, rimuovi il fondo delle bottiglie. Dopo aver preparato le bottiglie, puoi iniziare a realizzare un assorbitore che assorbirà l'energia solare.
L'utilizzo di un semplice modello di cartone consente di tagliare rapidamente e ottenere bottiglie della stessa dimensione
Usiamo tetrapack di succo o latte usati come assorbitore. Devono essere tagliati, lavati accuratamente e asciugati. Per migliorare la loro assorbenza, dovrebbe essere applicata una vernice nera opaca. Il modo più semplice per farlo è usare la vernice spray da una bomboletta spray.
L'infilatura sequenziale delle bottiglie di plastica facilita il posizionamento di tetrapack piegati al loro interno
Dopo aver preparato le bottiglie e i tetrapack, puoi iniziare ad assemblare il dispositivo solare. Per prima cosa, devi infilare una bottiglia di plastica con il collo in avanti su un tubo verticale e inserire un tetrapak. In modo simile, tutte le bottiglie sono infilate su tubi verticali, che poi devono essere collegati ai tee e agli angoli del tubo inferiore, simile a quello superiore.
Per irrigidire il collettore solare fabbricato, è necessario realizzarne un supporto.
Un comune scudo in legno conferisce rigidità alla struttura e facilita lo spostamento del collettore solare nel luogo del suo funzionamento
È possibile, come nel primo caso, posizionare il collettore in una scatola di legno, ma non è necessario isolarlo. Poiché ciascuna delle bottiglie di plastica è una sorta di piccolo serbatoio coibentato, che, scaldandosi dall'interno, trasferisce calore all'acqua che circola attraverso i tubi.
Caratteristiche di posizionamento e connessione
Per il massimo assorbimento possibile della luce solare, il collettore dovrebbe essere orientato verso sud. Un piccolo angolo di inclinazione di 10-15 gradi è sufficiente affinché il collettore funzioni efficacemente in quasi tutte le posizioni del sole.
La parte inferiore del tubo deve essere collegata alla parte inferiore del serbatoio di accumulo, e quella superiore approssimativamente alla sua parte centrale. L'acqua fredda dal contenitore del polimero scorrerà attraverso il tubo inferiore fino al collettore, dove verrà riscaldata e salirà attraverso il tubo superiore fino al serbatoio.
Pertanto, la circolazione naturale dell'acqua sarà effettuata attraverso un sistema fatto in casa. Per garantire un'elevata velocità di circolazione dell'acqua, il serbatoio dovrebbe essere posizionato appena sopra il collettore solare ad una distanza di almeno 0,3 m da esso.
Con il corretto collegamento del collettore solare al bollitore, è assicurata la circolazione naturale dell'acqua
Va notato che quando l'acqua fredda entra nel serbatoio dal sistema di approvvigionamento idrico, viene miscelata attivamente, il che riduce l'efficienza del collettore. Ciò può essere evitato dotando l'ingresso del serbatoio di un riduttore turbolento, che è un tubo tappato con più fori.
L'acqua scorre dolcemente attraverso il riduttore, che consente all'acqua fredda di rimanere negli strati inferiori, da dove viene aspirata nel collettore solare.
L'uso di un riduttore turbolento aiuta ad evitare di mescolare acqua fredda e calda nel serbatoio di accumulo
Ovviamente, il collettore solare fornisce il riscaldamento dell'acqua solo durante il giorno con tempo soleggiato. Pertanto, è importante conservare l'acqua calda per l'uso durante il giorno e la sera. Per questo, è necessario isolare il serbatoio di accumulo.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Video 1. Ecco come sono comparsi i primi sistemi solari da bottiglie di plastica:
Video 2. Dispositivo quasi gratuito per il riscaldamento dell'acqua in azione:
Un collettore solare realizzato con contenitori di plastica per bevande è una soluzione economica per la produzione di acqua calda. Tuttavia, in caso di maltempo prolungato, soprattutto in primavera e autunno, si consiglia di installare una resistenza nell'accumulo. In questo caso, il collettore solare entrerà a far parte di un sistema completo che, in condizioni favorevoli, farà risparmiare denaro.
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