- El principio de funcionamiento y características de diseño.
- Clasificación por criterios de temperatura
- Coleccionista de fabricación manuscrita.
- Precios para dispositivos de fábrica.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
¡Ayuda al desarrollo del sitio, compartiendo el artículo con amigos!
El aumento en los precios de las fuentes de energía tradicionales incita a los propietarios privados a buscar opciones alternativas para calentar sus hogares y el agua. De acuerdo, el componente financiero del problema desempeñará un papel importante en la elección del sistema de calefacción.
Una de las formas más prometedoras de suministro de energía es la conversión de la radiación solar. Para ello, utilizar sistemas solares. No será fácil comprender el principio de sus dispositivos y el mecanismo de trabajo para hacer un colector solar para calentar con sus propias manos.
Le informaremos sobre las características de diseño de los heliosistemas, ofreceremos un esquema de ensamblaje simple y describiremos los materiales que se pueden usar. Las etapas del trabajo van acompañadas de fotografías visuales, el material se complementa con videoclips sobre la creación y la puesta en servicio de un coleccionista improvisado.
El principio de funcionamiento y características de diseño.
Los sistemas solares modernos - uno de los tipos de fuentes alternativas de calor. Se utilizan como equipo de calefacción auxiliar que convierte la radiación solar en energía que es beneficiosa para los propietarios de la casa.
Son capaces de proporcionar agua caliente y calefacción en la estación fría solo en las regiones del sur. Y luego, si ocupan un área suficientemente grande y se instalan en áreas abiertas, no a la sombra de los árboles.
A pesar de la gran cantidad de especies, el principio de su trabajo es el mismo. Cualquier sistema solar es un circuito con una disposición secuencial de dispositivos, que suministra energía térmica y la transmite al consumidor.
Los principales elementos de trabajo son las células solares en células fotovoltaicas o colectores solares. La tecnología de ensamblar un generador solar en placas fotográficas es algo más complicada que un colector tubular.
En este artículo consideraremos la segunda opción - el colector heliosistema.
Los colectores solares todavía sirven como proveedores de energía auxiliar. El cambio total de la calefacción doméstica al sistema solar es peligroso debido a la incapacidad de predecir un número claro de días soleados
Los colectores son un sistema de tubos conectados en serie con la línea de salida y entrada o dispuestos en forma de bobina. El agua técnica, el flujo de aire o una mezcla de agua con líquido anticongelante circula a través de las tuberías.
Los fenómenos físicos estimulan la circulación: evaporación, cambios en la presión y densidad de la transición de un estado de agregación a otro, etc.
El principio de funcionamiento de los colectores solares se basa en la recepción y acumulación de energía solar, informada al refrigerante (+).
Recogida y acumulación de energía solar producida por absorbentes. Esto es una placa de metal sólido con una superficie exterior ennegrecida o un sistema de placas individuales unidas a los tubos.
Para la fabricación de la parte superior del cuerpo, la cubierta, se utilizan materiales con una alta capacidad para transmitir la luz. Puede ser plexiglás, materiales poliméricos similares, los tipos de vidrio tradicional templado.
Para eliminar las pérdidas de energía de la parte posterior del dispositivo, el aislamiento se coloca en la caja.
Debo decir que los materiales poliméricos toleran bastante mal la influencia de los rayos ultravioleta. Todos los tipos de plástico tienen un coeficiente de expansión térmica suficientemente alto, que a menudo conduce a la despresurización del cuerpo. Por lo tanto, el uso de dichos materiales para la fabricación del cuerpo del reservorio es limitado.
El agua como transportador de calor solo se puede utilizar en sistemas diseñados para suministrar calor adicional en el período de otoño / primavera. Si se planea el uso del sistema solar durante todo el año antes del primer enfriamiento, el agua de proceso se cambia para mezclarlo con anticongelante.
En los sistemas solares de aire, el aire se utiliza como refrigerante. Los canales para su movimiento se pueden realizar a partir de la ficha profesional habitual (+).
Si el colector solar se instala para calentar un edificio pequeño que no tiene conexión con el calentamiento autónomo de la casa de campo o con redes centralizadas, se construye un sistema simple de un solo circuito con un dispositivo de calefacción al principio.
La cadena no incluye bombas de circulación y dispositivos de calefacción. El esquema es extremadamente simple, pero solo puede funcionar en el verano soleado.
Con la inclusión del colector en una construcción técnica de doble circuito, todo es mucho más complicado, pero el rango de días adecuados para el uso se incrementa significativamente. El colector procesa un solo circuito. La carga predominante se coloca en la unidad de calefacción principal, trabajando con electricidad o con cualquier tipo de combustible.
Para la fabricación de un colector solar, puede utilizar el circuito terminado, puede construir su propio modelo piloto y probarlo en la práctica (+)
A pesar de la dependencia directa del rendimiento de los dispositivos solares con respecto a la cantidad de días soleados, tienen una gran demanda y la demanda de dispositivos solares aumenta constantemente. Son populares entre los artesanos, que buscan enviar todo tipo de energía natural en una dirección útil.
Clasificación por criterios de temperatura
Existen numerosos criterios según los cuales se clasifican ciertas construcciones de heliosistemas. Sin embargo, para los dispositivos que pueden fabricarse a mano y usarse para suministro de agua caliente y calefacción, lo más racional será la separación por tipo de refrigerante.
Así, los sistemas pueden ser líquidos y aéreos. El primer tipo es más aplicable.
El colector de aire elemental se puede hacer de tubo corrugado. Todavía se necesita un aislamiento rígido y contrachapado u OSB para el cuerpo 
En la parte inferior de la caja, aproximadamente del tamaño de una caja de aproximadamente 0, 9 x 0, 9 m, ajuste el aislamiento con papel de aluminio hacia arriba. Entonces todo el sistema está cubierto con pintura negra de balonchik. 
En las paredes finales de la caja, se cortan los orificios para salir de las salidas de aire. El tubo puede tenderse con cualquier número de vueltas, necesitará unos 10 m. 
El diseño debe estar protegido del polvo y el agua de la atmósfera: vidrio ordinario, policarbonato, plexiglás u otro material similar será adecuado para la fabricación de la cubierta.
Además, a menudo se usa la clasificación de temperatura, a la que los nodos colectores en funcionamiento pueden calentarse:
- Baja temperatura Opciones que pueden calentar el refrigerante a 50ºС. Se utilizan para calentar el agua en tanques de riego, baños y duchas en verano y para aumentar las condiciones de confort en las noches frescas de primavera y otoño.
- Temperatura media Proporcionar temperatura del portador de calor en 80ºС. Se pueden utilizar para la calefacción de espacios. Estas opciones son las más adecuadas para la disposición de viviendas particulares.
- Alta temperatura La temperatura del refrigerante en tales instalaciones puede alcanzar 200-300ºС. Utilizado a escala industrial, instalado para calefacción de plantas de producción, edificios comerciales, etc.
En los heliosistemas de alta temperatura se utiliza un proceso bastante complicado de transferencia de energía térmica. Además, ocupan un espacio impresionante, que la mayoría de los amantes de la vida suburbana no pueden permitirse.
El proceso de fabricación requiere mucha mano de obra, la implementación requiere equipo especializado. Independientemente hacer tal variante del heliosistema es casi imposible.
Las células solares de alta temperatura en convertidores fotoeléctricos en el hogar son bastante difíciles de hacer.
Coleccionista de fabricación manuscrita.
Hacer un dispositivo solar con sus propias manos es un proceso fascinante que trae muchos beneficios. Gracias a él, puede aplicar racionalmente la radiación solar gratuita, resolver varios problemas económicos importantes. Consideremos los aspectos específicos de la creación de un colector plano que suministra agua caliente al sistema de calefacción.
El panel absorbente está hecho de nido de abeja de policarbonato recubierto con pintura negra. Los bordes superior e inferior del panel, es decir, los extremos abiertos de los canales de la lámina de policarbonato se insertan en tuberías de alcantarillado cortadas a lo largo 
Las esquinas necesarias para conectar la tubería están pegadas a los bordes de los tubos. Idealmente, es mejor soldarlos con una máquina de soldadura de hierro para tubos de plástico. Cortes longitudinales a través de las tuberías llenas de pistola de pegamento. 
Los tubos de almacenamiento hechos de tuberías de aguas residuales están equipados con aislamiento térmico. Antes de eso, el pegamento se nivela en las costuras y alrededor de las esquinas con un soldador o un secador de edificios. 
El panel absorbente con tubos pegados a él se coloca sobre la espuma u otro aislamiento rígido. La construcción superior está cubierta con policarbonato, curvada alrededor del borde. 
Un perfil de metal de un tamaño adecuado se compra para montar el marco. Al calcular el ancho se tiene en cuenta el espesor del aislamiento rígido. 
En los espacios en blanco para el montaje del marco, recortar el perfil al tamaño del panel absorbente, los orificios se cortan para retirar los puntos de conexión 
El ensamblaje de las piezas del marco se realiza con tornillos diseñados para trabajar con este perfil. 
Para que el colector se dirija en un ángulo óptimo con respecto al sol, se construye una estantería de madera o rodillo de metal.
Materiales para autoensamblaje.
El material más simple y asequible para el autoensamblaje del cuerpo del colector solar es una barra de madera con una tabla, madera contrachapada, tablas OSB u opciones similares. Alternativamente, puede utilizar un perfil de acero o aluminio con hojas similares. La caja metálica costará un poco más caro.
Los materiales deben cumplir con los requisitos de las estructuras utilizadas al aire libre. La vida del colector solar varía de 20 a 30 años.
Por lo tanto, los materiales deben tener un cierto conjunto de características de rendimiento que permitirán que la construcción se use durante todo el período.
La versión más económica y simple de materiales para la fabricación del cuerpo: el uso de madera y tableros de partículas.
Si el cuerpo está hecho de madera, la durabilidad del material se puede garantizar mediante la impregnación con emulsiones de polímero de agua y el recubrimiento con materiales de pintura.
El principio básico que debe guiar el diseño y montaje de un colector solar es la disponibilidad de materiales en términos de precio y disponibilidad. Es decir, se pueden encontrar en el mercado libre o se pueden hacer de forma independiente con las herramientas disponibles.
Existe una gran cantidad de herramientas disponibles para la fabricación de una bobina colectora solar, por ejemplo, tuberías de PVC o PP con accesorios de esquina. 
En prioridad, tuberías de plomería flexibles PND o PVC, desde las cuales puede ensamblar un receptor de energía solar sin el uso de accesorios 
La solución original y muy económica: un intercambiador de calor de un refrigerador viejo que ha fallado 
El tubo de cobre es una opción costosa pero efectiva. Debe doblarse para no crear una resistencia hidráulica excesiva en las rodillas. 
De las latas de metal usadas se liberará un colector de aire prácticamente libre y suficientemente efectivo. 
Clásicos del género para propietarios económicos: botellas de plástico que aparecen en abundancia en cualquier casa de campo. 
Si se utilizan botellas de plástico oscuro en el dispositivo colector solar, calentarán mucho mejor el medio de transferencia de calor. 
La opción que consume más tiempo y material es una bobina hecha de aluminio o tubería de acero, que requiere doblado y soldadura cuidadosos.
Matices del aislamiento térmico del dispositivo.
Para evitar la pérdida de energía térmica, el material aislante se monta en la parte inferior de la caja. Puede ser espuma o lana mineral. La industria moderna produce una gama bastante extensa de materiales aislantes.
Para calentar la caja, puede utilizar versiones de aislamiento laminado. Por lo tanto, es posible proporcionar tanto aislamiento térmico como reflejo de los rayos solares desde la superficie recubierta con lámina.
Si se utiliza una espuma rígida o una placa de espuma de poliestireno como material de aislamiento, se pueden cortar ranuras para colocar la bobina o el sistema de tuberías. Por lo general, el absorbedor colector se coloca sobre el aislamiento y se fija firmemente a la parte inferior de la caja de una manera que depende del material utilizado en la fabricación de la caja.
El aislamiento térmico sirve para reducir la pérdida de calor a través de la parte inferior de la carcasa. Es irracional producir un dispositivo en una caja de metal sin aislamiento térmico (+)
Colector de calor Colector solar
Este es un elemento absorbente. Es un sistema de tuberías en el que se calienta el medio de calentamiento y las piezas, en su mayoría hechas de lámina de cobre. Los mejores materiales para la fabricación de disipadores de calor son los tubos de cobre.
Los maestros del hogar inventaron una opción más barata: un intercambiador de calor en espiral hecho de tubos de polipropileno.
Una solución de presupuesto interesante: el heliosistema absorbente de tubo de polímero flexible. Los accesorios apropiados se utilizan para conectar a los dispositivos de entrada y salida. La selección de herramientas disponibles a partir de las cuales se puede hacer un intercambiador de calor de colector solar es bastante amplia. Este puede ser el intercambiador de calor del refrigerador viejo, tuberías de polietileno, radiadores de paneles de acero, etc.
Un criterio importante de eficiencia es la conductividad térmica del material a partir del cual se hace el intercambiador de calor.
Para la autoproducción, la mejor opción es el cobre. Tiene una conductividad térmica de 394 W / m². Para el aluminio, este parámetro oscila entre 202 y 236 W / m².
Las tuberías de cobre se consideran la mejor opción para la fabricación de disipadores de calor para el rendimiento térmico y la resistencia al desgaste
Sin embargo, la gran diferencia en los parámetros de conductividad térmica entre las tuberías de cobre y polipropileno no significa en absoluto que el intercambiador de calor con tuberías de cobre producirá cientos de veces grandes volúmenes de agua caliente.
En igualdad de condiciones, el rendimiento del intercambiador de calor hecho de tubos de cobre será un 20% más eficiente que el rendimiento de las opciones de metal y plástico. Así que los intercambiadores de calor hechos de tubos de plástico tienen derecho a la vida. Además, estas opciones costarán mucho más barato.
Independientemente del material de la tubería, todas las conexiones, tanto soldadas como roscadas, deben estar ajustadas. Las tuberías pueden estar dispuestas en paralelo entre sí y en forma de bobina.
Un circuito de tipo bobina reduce el número de conexiones, lo que reduce la posibilidad de fugas y proporciona un flujo más uniforme de refrigerante.
La parte superior de la caja en la que se encuentra el intercambiador de calor está cubierta con vidrio. Alternativamente, puede usar materiales modernos, como un acrílico análogo o un policarbonato monolítico. El material translúcido puede no ser suave, pero corrugado o mate.
En la versión clásica, la caja con el colector se cierra con vidrio templado, plexiglás, policarbonato o material similar. Los artesanos se han adaptado en lugar del vidrio para usar polietileno.
Tal procesamiento reduce la reflectividad del material. Además, este material debe soportar importantes cargas mecánicas.
En los diseños industriales de tales sistemas solares, se utiliza vidrio solar especial. Este vidrio se caracteriza por un bajo contenido de hierro, que proporciona menos pérdida de calor.
Tanque de almacenamiento o avancamera.
Como tanque de almacenamiento, puede utilizar cualquier contenedor con un volumen de 20 a 40 litros. Cabrán una serie de varios tanques más pequeños, conectados por tuberías en una serie. Se recomienda el tanque de almacenamiento para calentar, porque El agua calentada por el sol en un tanque sin aislamiento perderá rápidamente la energía térmica.
De hecho, el refrigerante en el heliosistema de calefacción debe circular sin acumulación, ya que La energía térmica recibida de ella debe ser consumida durante el período de producción. La capacidad acumulativa realiza más bien la función de un distribuidor de agua caliente y una cámara de vanguardia, manteniendo la estabilidad de la presión en el sistema.
El tanque de almacenamiento en sistemas solares funciona como un dispensador de agua y un tanque de presión (+)
Etapas de montaje del sistema solar.
Después de la fabricación del colector y la preparación de todos los componentes de los elementos estructurales del sistema, puede proceder a la instalación directa.
Una de las opciones para instalar una bobina hecha de tubos de polipropileno con accesorios y tees ayudará a ensamblar rápidamente un colector solar (+)
El trabajo comienza con la instalación de una avancamera, que, por regla general, se coloca en el punto más alto posible: en el ático, una torre independiente, un paso elevado, etc.
Durante la instalación, se debe tener en cuenta que después de llenar el sistema con un líquido refrigerante, esta parte de la estructura tendrá un peso impresionante. Por lo tanto, debe garantizar la fiabilidad de superposición o fortalecimiento.
Después de la instalación, los tanques proceden a la instalación del colector. Este elemento estructural del sistema se encuentra en el lado sur. El ángulo de inclinación relativo a la línea del horizonte debe ser de 35 a 45 grados.
Después de la instalación, todos los elementos están atados con tuberías, conectándose a un solo sistema hidráulico. La estanqueidad del sistema hidráulico es un criterio importante del que depende la operación eficiente del colector solar.
De acuerdo con el esquema de montaje del sistema solar para suministrar agua a una ducha de verano, puede construir una estructura para calentar el agua para irrigación o para crear condiciones cómodas en las noches frías (+)
Para conectar los elementos estructurales en un solo sistema hidráulico, se utilizan tuberías con una pulgada y media de pulgada de diámetro. El diámetro más pequeño se utiliza para configurar la sección de presión del sistema.
Bajo la presión, la parte del sistema se refiere a la entrada de agua en la cámara de salida y la salida del refrigerante calentado en el sistema de calefacción y el suministro de agua caliente. El resto se monta con tubos de mayor diámetro.
Para evitar la pérdida de calor, las tuberías de energía deben ser cuidadosamente aisladas. Para este propósito, puede usar espuma, lana de basalto o láminas de materiales de aislamiento modernos. Capacidad acumulativa y avancamera también sujeta al procedimiento de aislamiento.
La opción más simple y asequible para el aislamiento térmico del tanque de almacenamiento es la construcción de una caja de madera contrachapada o tablas a su alrededor. El espacio entre la caja y el contenedor se debe llenar con material aislante. Puede ser lana de escoria, una mezcla de paja y arcilla, aserrín seco, etc.
El sistema solar se instala de manera que los colectores solares se encuentren en el lado iluminado de la casa o parcela (+)
Prueba antes de la puesta en servicio.
Después de la instalación de todos los elementos del sistema y el aislamiento de parte de las estructuras, es posible proceder al llenado del sistema con un fluido de transferencia de calor. El llenado inicial del sistema se debe realizar a través de un tubo ubicado en la parte inferior del colector.
Es decir, el relleno se realiza desde la parte inferior hasta la parte superior. Gracias a tales acciones es posible evitar la posible formación de tapones de aire.
El agua u otro líquido refrigerante entra en la anankamera. El proceso de llenado del sistema finaliza cuando el agua comienza a fluir fuera del tubo de drenaje de la cámara de avance.
Con la ayuda de una válvula de flotador, puede ajustar el nivel óptimo de líquido en la avancamera. Después de llenar el sistema con refrigerante, comienza a calentarse en el colector.
El proceso de aumento de la temperatura se produce incluso en tiempo nublado. El refrigerante calentado comienza a subir en la parte superior del tanque de almacenamiento. El proceso de circulación natural ocurre hasta que la temperatura del refrigerante que ingresa al radiador se alinea con la temperatura del portador que sale del colector.
Cuando el flujo de agua en el sistema hidráulico operará la válvula de flotador, ubicada en la avancamera. Así, se mantendrá un nivel constante. En este caso, el agua fría que ingresa al sistema se ubicará en la parte inferior del tanque de almacenamiento. El proceso de mezclar agua caliente y fría prácticamente no ocurre.
En el sistema hidráulico, es necesario prever la instalación de válvulas, lo que evitará la circulación inversa del refrigerante desde el colector hasta el depósito. Esto ocurre cuando la temperatura ambiente desciende por debajo de la temperatura del refrigerante.
Estas válvulas se utilizan generalmente por la noche y por la noche.
El delineador para los lugares de consumo de agua caliente se realiza mediante mezcladores estándar. No se deben utilizar grifos sencillos ordinarios. En un clima soleado, la temperatura del agua puede alcanzar hasta 80 ° С, por lo que es inconveniente utilizar dicha agua directamente. Por lo tanto, los mezcladores ahorrarán significativamente agua caliente.
El rendimiento de un calentador de agua solar de este tipo puede mejorarse agregando secciones adicionales de colectores. El diseño le permite montar dos a un número ilimitado de piezas.
El rendimiento del sistema solar aumenta al instalar más colectores solares.
La base de este colector solar para calefacción y agua caliente es el principio del efecto invernadero y el llamado efecto termosifón. El efecto invernadero se utiliza en la construcción del elemento calefactor.
Los rayos del sol pasan libremente a través del material transparente de la parte superior del colector y se convierten en energía térmica.
La energía térmica está en un espacio cerrado debido a la estanqueidad de la sección de caja del colector. El efecto termosifón se utiliza en el sistema hidráulico cuando el refrigerante caliente sube, desplazando el refrigerante frío y forzándolo a moverse a la zona de calentamiento.
Debido al efecto termosifón, se produce una circulación natural estable y continua del refrigerante en el sistema.
Rendimiento del colector solar
El criterio principal que afecta el rendimiento de los sistemas solares es la intensidad de la radiación solar. La cantidad de radiación solar potencialmente útil que cae sobre un área determinada se llama insolación.
La magnitud de la insolación en diferentes partes del globo varía dentro de límites bastante amplios. Para determinar el promedio de este valor, hay tablas especiales. Muestran la insolación solar promedio para una región en particular.
Los datos sobre la insolación solar en una región específica se pueden obtener a partir de tablas y mapas especiales (+)
Además de la magnitud de la insolación, el área y el material del intercambiador de calor afectan el rendimiento del sistema. Otro factor que afecta el rendimiento del sistema es el volumen del tanque de almacenamiento. La capacidad óptima del tanque se calcula en base al área de los adsorbedores del colector.
En el caso de un colector plano, esta es el área total de las tuberías que están en la caja del colector. Este valor, en promedio, es de 75 litros de volumen del tanque, por metro cuadrado de tuberías colectoras. La capacidad acumulativa es un tipo de acumulador de calor.
Precios para dispositivos de fábrica.
La mayor parte de los costos financieros de construir un sistema de este tipo recae en la fabricación de coleccionistas. Esto no es sorprendente, incluso en los diseños industriales de heliosistemas, alrededor del 60% del costo recae en este elemento estructural. Los costos financieros dependerán de la elección de un material.
Se debe tener en cuenta que dicho sistema no puede calentar la habitación, solo ayuda a ahorrar costos, lo que ayuda a calentar el agua en el sistema de calefacción. Dados los costos de energía relativamente altos que se gastan en el calentamiento del agua, el colector solar integrado en el sistema de calefacción reduce significativamente estos costos.
El colector solar es bastante fácil de integrar en el sistema de suministro de agua caliente y calefacción (+)
Para su producción utiliza materiales bastante sencillos y asequibles. Además, este diseño es completamente no volátil y no requiere mantenimiento. El cuidado del sistema se reduce a la inspección periódica y la limpieza del vidrio del colector de la contaminación.
En este artículo se presenta información adicional sobre la organización de la calefacción solar en la casa.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El proceso de fabricación de un colector solar elemental:
Cómo montar y poner en marcha un sistema solar:
Naturalmente, un colector solar hecho por sí mismo no podrá competir con los modelos industriales. Usando los materiales disponibles, es bastante difícil lograr la alta eficiencia que poseen los diseños industriales. Pero los costos financieros serán mucho menores en comparación con la adquisición de instalaciones confeccionadas.
Sin embargo, un sistema de calefacción solar hecho en casa aumentará significativamente el nivel de confort y reducirá el costo de la energía que producen las fuentes tradicionales.
¿Tienes experiencia en la construcción de un colector solar? ¿O tiene preguntas sobre el material? Por favor comparta información con nuestros lectores. Puede dejar comentarios en el siguiente formulario.