Альтернативные источники тепла, хотя и являются достаточно эффективными и экономными в эксплуатации, полностью занять собой нишу не могут. Причина – высокая стоимость, которая отличается от традиционных источников отопления в разы. Так, например, солнечный коллектор стандартного типа с площадью поглощения 1,66 кв. м. обойдется в среднем в 3 000 долларов с учетом затрат на монтаж и стоимость самого оборудования, тогда как самый простой котел – в 15 000 рублей, в том числе установка и обвязка. Выход только один — изготовить солнечный коллектор своими руками, для чего могут быть использованы вполне доступные по цене материалы. Как правильно сделать и в какой последовательности – в нашей статье.

Как изготовить солнечный коллектор своими руками

Принцип работы


В основе работы данного агрегата лежит абсорбция тепловой энергии солнца и передача ее теплоносителю практически без потерь. Прием энергии осуществляет т.н. приемник, в качестве которого выступают металлические трубки, выкрашенные в черный или темно-коричневый цвет. В качестве теплоносителя — вода, в очень редких случаях — воздух.

Солнечный водяной коллектор

Темный цвет используется для усиления абсорбции, так как именно он позволяет интенсивно накапливать тепло.

Исходя из конструктивных особенностей, выделяют следующие типы солнечных коллекторов:

  • воздушные;
  • водяные.

В свою очередь водяные коллекторы подразделяются на:

  • вакуумные;
  • плоские.

Вне зависимости от конструкции, все коллекторы, по сути, это простая металлическая панель, заключенная в герметичный бокс, принимающая, аккумулирующая и передающая тепловую энергию.

Для усиления теплоотдачи приемник оснащается ребрами, а сам бокс теплоизолируется специальными материалами. Лицевая сторона представлена в виде прозрачного стекла, исключающего задержание солнечной энергии, по бокам —  проем с фланцем, куда может подключаться либо другая панель, либо воздухоотвод.

Схема солнечного коллектора:

панель – приемник солнечной радиации из металла


Установка солнечных коллекторов рациональна только в случае использования нескольких панель. От одной теплоотдача будет минимальной. Для нагнетания теплого воздуха из коллектора понадобится мощный вентилятор, так как сам по себе он не будет двигаться.

принцип действия солнечных батарей

Принципиальная схема воздушной системы показана ниже на рисунке:

Схема работы

коллектор воздушного типа

Изготовить такой коллектор очень просто, но «самоделки», даже в количестве нескольких экземпляров, не обеспечат  дом необходимым объемом горячей воды, особенно в пасмурную погоду. Для того, чтобы в доме было не только отопление, но и ГВС, рекомендуем установить накопительный водонагреватель. Какой выбрать для дачи – вы узнаете в соответствующей статье.


Плоский водяной коллектор

Это самый простой вид оборудования, который несложно сделать своими руками даже без предварительной подготовки. В данном случае корпус изготавливается из металла или алюминия, куда вставляется тепловой приемник — пластина  с врезанным медным змеевиком. Пластина покрыта черным цветом для усиления абсорбции, а в качестве крышки используется обычное оконное стекло. С нижней стороны сделана теплоизоляция на пластине, которая выступает прослойкой между приемником и дном корпуса.

устройство солнечных батарей

Конструкция данного типа коллектора включает в себя следующие элементы:

  1. Приемник – пластина, окрашенная в черный цвет, абсорбирующая тепло и передающая его теплоносителю.
  2. Стекло предназначено для выполнения сразу 3х задач:
  • защиты от ветра, осадков и мусора;
  • исключение выветривания тепла из бокса;
  • пропуск ультрафиолетовых лучей к приемнику.

Вся конструкция должна быть полностью герметичной, в противном случае тепло будет выходить сквозь щели и оставшегося объема будет недостаточно для нагрева теплоносителя.

Учитывая простоту конструкции и минимум материалов, в соотношении цена-качество данный вид является самым популярным и выгодным.

Использовать такие типы обогревателей целесообразно лишь в южных и юго-восточных регионах, где количество солнечных дней превышает 60% за год. При снижении температуры эффективность обогревателя снижается до минимума ввиду высоких теплопотерь через корпус.

Как изготовить самому

Перед тем, как приступить к собственно изготовлению, необходимо определить размер будущего агрегата. Здесь действует золотое правило – чем больше, тем лучше. Понятно, что размер коллектора будет ограничен площадью крыши, но лучше задействовать ее по максимуму, чтобы этот обогреватель стал действительно эффективным альтернативным оборудованием.

тепловой коллектор , сделанный своими руками

Для корпуса устройства лучше всего подойдет древесина с минимальным коэффициентом теплоотдачи. На слой коробки следует положить теплоизоляцию. Это может быть минвата или пенопласт слоем не менее 5-7 см. В качестве крышки используется обычное оконное стекло – толщина в данном случае не важна. Самым простым материалом для будущего коллектора станет старая оконная рама с сохранившимся стеклом. Единственное, что от вас потребуется – сделать приемник и змеевик.

Как сделать коллектор из балконной двери:


Перечень материалов для приемника очень обширен, но наиболее популярными являются:

  • медная тонкостенная трубка, которая легко гнется и принимает любую нужную форму;
  • полимерные трубы с тонкой стенкой и небольшим диаметром;
  • полиэтиленовые трубы для водопровода минимального диаметра;
  • теплообменник от б/у холодильника;
  • панельный радиатор;
  • обычный садовый шланг.

наружный теплообменник старого холодильника

Любой из перечисленных материалов должен быть выкрашен в черный цвет. Повторимся, это необходимо для увеличенного и ускоренного накопления солнечной тепловой энергии и передачи ее теплоносителю.

Некоторые умельцы умудряются использовать самые неподходящие материалы для приемника, начиная от бутылок ПВХ и заканчивая банками из-под пива или кока-колы. Это не самое рациональное решение, которое обеспечит лишь 25-30% передачи тепла.


пивные банки для изготовления солнечного теплогенератора

применение стального радиатора

Процесс изготовления

Собираете деревянный корпус без верхней крышки. На дно укладываете теплоизоляцию – минеральную вату, пенопласт, полистирол и т.д., сверху закрываете металлическим листом, который должен по площади соответствовать габаритам деревянного корпуса. Это основа приемника, которую следует окрасить в черный цвет.

Далее укладываются соединенные между собой трубки в виде змейки. Доказано, что это самое оптимальное расположение труб, обеспечивающее свободное движение теплоносителя в течение длительного времени.

Медные трубки являются наиболее подходящим вариантом, поскольку отличаются высокой степенью теплоотдачи.


Крепите трубки к основанию металлическими скобами, прикручиваете проволокой или выбираете иной, приемлемый для себя способ. Выводите за пределы коробки 2 штуцера, к которым будет подведена вода.

медные трубы для коллектора

Учитывая то, что данный вид именуется плоским, закрывается он герметично стеклом. Нигде не должно быть ни зазоров, ни щелей, ни неплотно прилегающей створки.

Стекло можно заменить на прозрачный сотовый поликарбонат, который более устойчив к осадкам, не разобьется при ливне или граде и не лопнет при сильном снегопаде.

После того, как вся конструкция собрана, устанавливаете ее на крышу под углом 30-450 и подключаете посредством штуцеров к емкости с водой. Если речь идет о небольшом объеме бака, можно создать естественную циркуляцию воды, но лучше установить циркуляционный насос, которые обеспечивает принудительное движение воды по замкнутой системе.

монтаж альтернативного источника тепла

Работа солнечного коллектора с циркуляционным насосом:


работа солнечного коллектора

Заключение, отзывы, советы

Солнечные коллекторы – один из немногих видов отопительного оборудования, эксплуатация которого не обходится владельцам даже в несколько копеек.  Использование солнечной энергии для отопления дома и подогрева воды – идеальное решение для тех, кто привык рационально использовать бюджет.

К сожалению, такой способ подходит далеко не всем. В северных, западных и восточных регионах такое приобретение нецелесообразно ввиду малого количества солнечных дней. Зато для жителей южных районов этот вариант идеален, главное – оптимальная теплоизоляция корпуса. В этом случае можно говорить даже об отоплении дома в холодное время года.

Солнечный коллектор своими руками — обзор, обвязка:

www.portaltepla.ru

Особенности современных систем для водного нагрева

Накопительные устройства в рамках применяемых техник являются наиболее популярными. Их ключевые особенности состоят в присутствии специального бака в области возвышения, то есть на площади крыши определенной постройки. В него поступает водный ресурс, а затем на протяжении дневного периода осуществляется его прогрев до определенного температурного показателя в 40 °С, после чего есть смысл использования жидкости для создания бытовых дел.


Вода, которая успела разогреться, подается в область места назначения посредством самостоятельного течения за счет высотного перепада, образованного естественным образом. Накопительная технология традиционно используется в случае обустройства душа летнего типа, а если эта система подвергнется доработке, есть все шансы на ее эксплуатацию в летней душевой. Солнечные устройства-коллекторы осуществляют свое функционирование по такой схеме, что при нагреве изменяется плотность, в итоге жидкость поднимается вверх и выталкивает холодную воду. Применив этот принцип, можно избавиться от необходимости использования дополнительного обеспечения насосного типа.

Приобретение солнечного коллектора для нагрева воды может стать для вас наиболее оптимальным решением. Он имеет простую конструкцию, которая включает в себя целый набор элементов:

  • Тепловой поглотитель. Традиционно данная составляющая окрашена в темный цвет, как и основание всей конструкции;
  • Баковое устройство для хранения и функционирования теплоносителя без особых препятствий;
  • Змеевики, способствующие естественной водной циркуляции в работе данной системы;
  • Теплообменное устройство, выступающее в качестве основного элемента всей системы, применяющееся для передачи тепла всей рабочей жидкости.

Итак, получается, что в ходе нагревательного процесса происходит подъем жидкости по трубам и последующее ее поступление в резервуар, откуда хозяева и добывают подогретую жидкость.

Разновидности коллекторных устройств

В зависимости от конструктивной разновидности изделия делятся на несколько видов:

  • Плоские – в качестве поглотителя энергии солнца выступает алюминиевая пластина или медный элемент. Поскольку данные материалы – оптимальные тепловые проводники. Пластинный компонент в обязательном порядке подлежит обработке специальным покрытием, которое обеспечивает тепловое поглощение. Крепление данного типа моделей может быть осуществлено в удобной местности, то есть на крыше, в области фасада, стены. Это универсальные модели, которые используются и для отопления, и для водного нагрева.
  • Вакуумные модельные элементы подразумевают в качестве основного компонента применение трубной системы – змеевика. Получается, что в верхней части происходит соединение нескольких отдельных трубчатых частей, в ходе чего формируется отдельная панель. Работает это устройство по принципу термоса. Этот модельный ряд оснащен прямоточным механизмом, по которому осуществляется циркуляция, а также изделиями с трубами тепловой разновидности.

Солнечный коллектор для нагрева воды можно сделать своими руками, и это решение позволит вам сэкономить денежный ресурс, но отнимет определенное количество времени.

Преимущества и недостатки подобного вида изделий:

Вакуумные модели

Этот ряд оснащен определенным количеством преимуществ, на которые стоит обязательно обратить внимание:

  • Невысокий показатель тепловых потерь, поскольку вакуум прекрасно справляется со своей базовой опцией.
  • Большой диапазон рабочих температурных режимов, стойкость к морозу, потому что модель призвана выдерживать температурный показатель от –45°С.
  • Простота и легкость в плане осуществления всех монтажных работ и подобных мероприятий, которые не отнимают много времени.
  • Невысокий уровень парусности.
  • Возможность функционирования в течение длительного времени.

В климатической области умеренного типа данная вариация превратится в оптимальное решение. Также стоит обратить внимание на несколько отрицательных моментов представителя данного модельного ряда:

  • Необходимы регулярные снегооочистительные мероприятия.
  • Отсутствие превышения угла наклона величины в 20°.
  • Еще один недостаток солнечных коллекторов для нагрева воды – высокая цена.

Стоит ли отдавать предпочтение в пользу этого элемента – каждый потребитель принимает решение самостоятельно.

Плоские модели коллекторов

Если рассматривать положительные моменты в рамках функционирования подобных систем, можно выделить несколько:

  • Возможность самостоятельно очищения и удаления снега и инея.
  • Максимальный показатель в летний период работы.
  • Невысокая цена изделий.
  • Осуществление монтажных мероприятий под любым углом.

Если вы постоянно проживаете в теплых климатических условиях, стоит обратить внимание на плоские коллекторы. Тем не менее, этот факт не лишает их определенных минусов:

  • Высокий уровень парусности.
  • Необходимость проведения сложных установочных мероприятий, поскольку на крышу осуществляется монтаж коллектора исключительно в собранном виде.
  • Сокращение эффективности прибора в холодное время года из-за недостаточного показателя работоспособности.
  • Высокий уровень тепловых потерь в ходе эксплуатации.

Можно применять самодельный солнечный коллектор для нагрева воды, а можно осуществить приобретение готовой модели – от этого будет зависеть качество, продуктивность и особенности последующего функционирования.

Солнечные коллекторы для нагрева воды: особые виды

Помимо классики на практике встречаются и особые виды изделий, которые выпускаются многими современными изготовителями, предлагающими оптимальную модификацию. Все они могут похвастаться еще большей рабочей эффективностью.

Солнечные изделия-концентраторы

Данные устройства традиционно рассчитаны на применение в промышленных целевых задачах. Они призваны концентрировать солнечную радиацию с помощью зеркальных элементов и направлять ее на поглотители тепла. За счет этой вариации конструкции происходит создание рациональных условий для прогревания носителя тепла до максимальных температурных показателей, в среднем достигающих 90 °С. Если стоит пасмурная погода, сложная зеркальная система утрачивает свою эффективность, так что данный тип оборудования актуален для теплых регионов, в которых хорошая погода наблюдается большим количеством дней в году.

Максимально эффективно устройство работает вблизи от экватора. С целью обеспечения условий слежения за солнцем концентраторы могут быть оснащены специальной опцией механизации, которая меняет наклонный угол в рамках плоскости работы. Если речь идет об устройствах с одной осью, их вращение происходит с востока на запад, а если это модели с двумя осями, то они имеют тенденцию к свободному повороту в любую сторону. В рамках применения в быту фигурируют определенные нюансы – высокий показатель цены и потребность в постоянном техническом обслуживании.

Солнечные воздушные изделия

Со временем изготовителями было принято решение отказаться от остекления корпусного элемента, поэтому появилось качественно новое решение в виде данной модели. В рамках устройства имеются перфорированные рабочие пластины, вентилятор, который подает воздух внутрь помещения. При этом он предварительно нагревается. Данная модель обладает небольшой  ценой, и этот солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне применяется в виде, когда он изготовлен из темного металла. Наиболее приемлемой его эксплуатация считается в межсезонное время. Посредством элемента есть возможность проветривания  площади помещения с помощью теплого воздуха.

happymodern.ru

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

 

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

 

 

Введение.

Жаль, что в интернете практически нет ни одной нормальной статьи, о том, как сделать высокоэффективный солнечный коллектор своими руками. В основном, интернет завален всякой ерундой, типа того, как сделать коллектор из радиатора холодильника или из пластикового мусора. Возможно, это будет неплохим решением для дачи, но для нормальной работы такой солнечный водонагреватель нам не подойдет, так как я планирую использовать свои коллекторы для поддержания отопления и ГВС в своем доме. Что из этого получится, вы обязательно узнаете в будущих статьях!

На сегодня, могу с уверенностью сказать, что мой коллектор весьма неплох. Во-первых, он полностью медный. Во-вторых – он покрыт самодельным селективным покрытием, пусть далеко не самым эффективным, но лучше чем черная матовая краска.

В пасмурную погоду, в феврале он нагревался до +40С, а при наличии солнца кипятил воду. Недавние испытания на нагрев показали, что коллектор, в сухом состоянии, при уличной температуре +35С (летом) нагревался до +156С, под прямым солнечным излучением и одинарном остеклении.

Очень жаль, что статья пока «туго» выдается поисковиками. По запросу «солнечный коллектор своими руками» я далеко не на первых страницах. Если вам действительно понравилась эта статья, и вы почерпнули что-то полезное и интересное – не поленитесь поделиться ссылкой на мою статью где-нибудь на просторах интернета. Пусть люди знают, что сделать хороший солнечный коллектор своими руками под силу каждому любителю! Я все очень подробно описал, а если у вас остались вопросы – задавайте их на форуме, с радостью отвечу.

Начнем…

Идея использовать солнечную энергию «на шару» волновала меня давно. Когда я начал искать коммерческие предложения различных фирм, занимающихся солнечными коллекторами – то понял, что шара бесплатной не бывает! Все фирмы, увы, озвучивали весьма нескромные цифры…

Человек я со средним достатком, и такую сумму «выложить» за солнечную установку, наверное пока не в состоянии. Поскольку, с детства любил мастерить, начал обдумывать идею сделать солнечный коллектор своими руками. Но не такой примитивный, который бы только летом работал, для душа, а такой что б и зимой мог воду согреть – при наличии солнца, разумеется!

Много я форумов перечитал, видео в YouTube пересмотрел, даже книжки читал 🙂 И вот решился. Сразу скажу, что коллектор мой хоть и самодельный, но не очень прям бесплатный – цветной метал, он всегда был не дешевым.
Изготовление медного абсорбера

Абсорбер – поглощающая панель, которая воспринимает на себя солнечное излучение и нагревается! Ни один солнечный коллектор не будет без нее работать — это его основа! Было решено делать медный абсорбер по трем причинам. Первая – это легкость работы с этим материалом. Легко гнется и паяется в домашних условиях. Вторая – высокая теплопроводность, что важно для эффективного коллектора. Третья — из меди можно непосредственно получить селективное покрытие, черный оксид меди II — CuO. Был существенный недостаток – это цена. Просмотрев все предложения в интернете я нашел цену около 110 грн за кг. Это была медная лента, толщиной 0.2 мм и шириной 30 см. Длина ее как бы не ограничена. Я заказал себе 8 метров ленты, что составило около 4.4 кг и обошлось мне почти в 500 грн с доставкой!

Радиатор я спаял из двух труб, длиной по 125 см диаметром 22мм и 10 труб длиной 2м и диаметром 9.5 мм (продается как 10мм). Трубы эти мне удалось найти недорого 🙂 Спасибо добрым людям!

Медный абсорбер.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Общий вид радиатора. Толстые трубы — 22мм. Тонкие — 10мм.

В толстых трубах, я через каждые 10 см просверлил отверстия диаметром 9.5мм. Далее вставил тонкие трубы в полученные отверстия так, чтобы они не сильно глубоко торчали внутри толстой трубы (иначе будет сильное гидравлическое сопротивление). Трубы торчали максимум на 5- 10 мм. Затем я это все дело припаял. Паял трубы первый раз в жизни. Использовал мягкий припой SANHA и флюс той же фирмы. Паялся он очень легко. Использовал самую недорогую газовую горелку TOPEX. Хотя нет! Были дешевле, без пьезоэлемента – я решил купить с пьезо!

Стыки труб.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Использовать специальные переходники оказалось дороговато.
Солнеыный коллектор не должен протекать!!!

Когда весь радиатор был спаян, на концы припаял две заглушки и две резьбы на 3/4 дюйма. Припаял по диагонали. После этого, с одной стороны вкрутил заглушку, а с другой – штуцер, чтобы на него можно было надеть шланг от компрессора. Залил водой и начал опрессовывать. Накачал в него около 7 бар. Радиатор нигде не тек – исключения составили только резьбовые соединения – видимо мало фумленты намотал. Лучше конечно без воды, а просто воздухом, и помещать спаянные соединения в емкость с водой – тогда пузырьки воздуха сразу дадут знать о плохой пайке. Не было у меня такой емкости – поэтому я залил воду внутрь радиатора.

Абсорбера и резьба на 3/4.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Резьба на 3/4 дюйма. С другой стороны, по диагонали точна такая же.

После удачной опрессовки я приступил к припаиванию медной ленты. Если на пайку радиатора у меня ушло 3-4 часа, то следующий процесс занял у меня три долгих и мучительных дня! Я нарезал ленту полосками по 1м. Всего нарезал 7 полосок. И далее спаял их в одно общее полотно. Паял внахлест по 5 – 10 мм. В итоге, я получил полотно размером примерно 1мх2.07м – на это ушел целый день.

Медная лента.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Две полоски чистой медной ленты. Длина 1м. Ширина 30см.

Медная лента спаяна.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Все полосы воедино. Слева — 4 жертвы экспериментов с чернением. Отмытые ортофосфорной кислотой. Далее 3 «чистых» полоски.

После этого, набравшись сил, я приступил к припаиванию полотна к ранее изготовленному радиатору. Для хорошего теплообмена припаивать надо не тяп-ляп и там-сям а нормально, по всей длине трубы! Итого мы получили задачу в припайке 20 метров труб. Паял я феном, пока не кончился дорогой мягкий припой SANHA. Далее вход пошла газовая горелка и базарный (самопальный) припой аля «ПОС 40», который паялся очень тяжело. В ход пошел и отцовский припой, часть которого паялась нормально, а часть еле-еле. В общем, припоя ушло наверное грамм 500 – 700, а он весьма не дешевый. Например, 250г хорошего припоя SANHA мне обошлись в 160 грн. Базарный – значительно дешевле, а отцовский – бесплатно 🙂

Пайка абсорбера.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Прижмал трубы стопкой кирпичей. Также аккуратно, без фанатизма, ровнял резиновым молотком. Придерживал рукой…

Отдельно хочу сказать про место стыка медной ленты и тонких медных труб. Ленту, от температурных расширений ведет очень сильно, она становится вся волнистая и бугристая. Поэтому трубу надо хорошо прижимать к ленте, чтобы зазор был минимальным! И как раз в этот зазор должен попасть припой. Этот важный процесс занял у меня 2 полных дня, прерываясь на обед.

Зазор между трубой и медной лентой.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Видны припаяная трубка и еще свободная. Такие зазоры в свободной трубе не допустимы. Она должна максимально плотно прижиматься к ленте.

Все, пайка была завершена! До сих пор у меня есть опасения по поводу использования мягкого припоя. Температура плавления которого составляет 180С. Но по идее – должен выдержать. Практика и жаркое лето Одессы покажет.

Собраный медный абсорбер.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

3 дня работы. Припаял!

Баллада о чернении — селективное покрытие своими руками.

Понятно, что абсорбер оставлять как есть – т.е медного цвета не очень хорошо. Сама по себе медь (а точнее ее оксидная пленка Cu2O) является неплохим теплоприемником (да-да, обычная рыжая медь, по идее – даже лучше чем обычная термостойкая краска), но эта пленка не очень стабильная и может дальше разрушаться — окисляться. В итоге вы можете получить сине-зеленый абсорбер. Я не буду здесь вдаваться в теорию о высокоселективных покрытиях. Проще всего медь просто покрасить черной термостойкой краской. Видел в YouTube видео:

где у человека такие коллекторы тоже кипятили воду (покрытые именно обычной термостойкой краской), но по погоде – было либо лето, либо хорошая весна. Да и количествео коллекторов просто обязаны ее кипятить 🙂 Чтобы получить более эффективный коллектор — лучше покрыть медь оксидом меди 2 – CuO – во первых, это покрытие черное и имеет неплохой коэффициент поглощения (от 70 до 90%), а во вторых имеет довольно низкий коэффициент эмиссии (излучения). Если верить — то это от 5% до 20% в зависимости от толщины самой пленки. Т.е является неплохим селективным покрытием, которое можно получить в домашних условиях. Естественно – с заводским покрытием оно тягаться не может, но по идее – это должно быть лучше, чем черная краска (которая имеет хороший коэффициент поглощения и высокий коэффициент излучения около 80% – что плохо для солнечного коллектора). Есть специальные селективные краски – но купить их, наверное, будет дороже, чем покрыть медь CuO. Хотя процесс нанесения CuO значительно труднее, чем просто покрасить. Где-то так…

Я остановился именно на чернении меди, т.е получении CuO на поверхности своего абсорбера. Сразу скажу, что провозился я с ним около 3-х дней, не считая предварительных тестовых опытов.

Немного химии.

Получать CuO надо окисляя саму медь, из которой изготовлен (спаян) наш абсорбер. Наносить кисточкой или валиком его не надо 🙂 И так, какие для этого нужны отравы:

Первый способ:

Каустическая сода (едкий натр NaOH)—50-60 г
Персульфат калия (K2S2O8)————14-16 г
Вода 1л

Второй способ:

Точно такой же, но вместо K2S2O8 применяется (NH4)2S2O8 (аммоний надсернокислый)

Третий способ:

Каустическая сода (едкий натр NaOH)—100г
Хлорит натрия NaClO2 —————— 50-60г
1 л. воды

Для все трех способов еще 2 обязательных условия — чистые обезжиренные поверхности и температура раствора и поверхности около 60-65С. И еще – раствор должен быть свежеприготовленный, так как кислород, который выделяется в результате реакции довольно быстро улетучивается. Воду брать лучше дистиллированную.
Не забудьте о технике безопасности.

Едкий натр или NaOH – очень любит органику – т.е вас!!! Разъедает кожу, глаза. Ни в коем случае не берите его и его растворы голыми руками и берегите глаза защитными очками. Пользуйтесь резиновыми перчатками. Когда NaOH разбавляешь в горячей воде – он очень бурно «вскипает».

Вот такие вот можно получить химические ожоги. Будьте осторожны!!! Рука не моя.

Химический ожог руки

Аммоний надсернокислый или (NH4)2S2O8 при нагревании выделяет аммиак. Даже не думайте пользоваться этим методом в закрытом помещении без средств газовой защиты. Мне пришлось покупать газопылевой респиратор, на котором было написано «защита от аммиака», так как я пользовался именно этим методом. Без респиратора я бы наверное коллектор свой не доделал 🙂 Летом, скорее всего, можно и на открытом воздухе без противогаза, но надо все равно поддерживать температуру? А она, поверьте нужна. Без нагрева химичиские реакции проходят очень медлено.

Респиратор пылевой и газопылевой.

Распираторы

Слева обычный пылевой респиратор — он вам не поможет. Справа газопылевой — то что надо!

Хлорит натрия (не путать с хлоридом натрия – это обычная поваренная соль) или NaClO2. Вроде ничего опасного, но если честно — я не уверен. Голыми руками лучше не брать, выделяется немного хлора. Мне удалось его достать именно для первоначальных опытов. Вещи правда потом все воняют хлором, но жить можно.

Персульфат калия он же калий надсернокислый или K2S2O8 – наверное, самый безопасный метод. Но его достать было дорого и по почте. Так что этот метод я не испытывал и ничего сказать не могу. В целом, все реактивы можно найти (заказать) в интернете. Я покупал в Одессе – есть фирма ТОР. Там можно купить практически любую химию… Неудачные результаты экспериментов я смывал ортофосфорной кислотой (часто применяют ее как флюс для пайки меди, является также одним из основных составов напитков Coca-Cola). Эта кислота легко смывает наш хваленный CuO!

Как же я чернил?

Изначально идея была такой. После спайки абсорбера я загнул его края и получил такое здоровое блюдце. Нижние стыки, на всякий случай промазал герметиком для каминов. Ведро с кипятильником, в него опущены две трубы – подача и обратка. Насос (я купил циркуляционный), должен был гонять горячую воду из ведра по нашему коллектору, нагревая его. Далее я хотел вылить в это разогретое «блюдце» свежеприготовленный раствор и вуаля! Но ничего не получилось. Во первых, циркуляционный насос может гонять воду только в замкнутом контуре. Поднять воду из открытой емкости — ведра, хоть на 10 см он не способен. Во вторых, листы я пропаял не очень герметично (именно поэтому я промазал все стыки герметиком), но вот засада – герметик оказался водорастворимым!!! Короче, блюдце мое надо было правильнее называть дуршлагом для макарон. Во!

Абсорбер с загнутыми краями — блюдце

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Рабочаю поверхность абсорбера. Видны загнуте бортики.

Абсорбер — вид сбоку.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Вид сбоку. Черное пятно — тот самы герметик.

Вид снизу.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Поэтому я пошел по самому трудному пути – это забабахать ванну, в которую я бы смог поместить полностью весь абсорбер и там его протравить. Для таких размеров, понадобилось мне около 30 литров протравы. Нагреть такое количество воды в холодном, не отапливаемом подвале было довольно «улвекательным».

Почему я не чернил полоски отдельно? Ведь на первый взгляд это намного проще. А затем можно уже собирать из черненой меди абсорбер. Во-первых – медь черниться сразу с двух сторон, поэтому с обратной стороны, где нужна пайка, пришлось бы эту черноту смывать. Ортофосфорная кислота могла легко попасть на рабочую сторону и смыть CuO. Во-вторых, и это более важный момент, CuO не выдерживает температуру пайки. Он относительно хорошо выдерживает температуры в области 300С, а пайка газовой горелкой дает большую температуру. Т.е мы бы получили разрушение CuO в местах пайки. Поэтому, было решено паять абсорбер, а затем его уже полностью чернить.

Так я и поступил. На ровной плоскости выложил из того что валялось под рукой (это бруски и кирпичи) ванну нужных размеров и застелил ее пленкой. Положил в нее абсорбер вверх ногами (т.е тыльной стороной вверх). Иначе понадобилось бы 90 литров раствора. Да и во время опытов я заметил – что тыльная сторона пластин чернилась как-то лучше. Возможно, это связано с тем, что кислород поднимался вверх и натыкался на медь, окисляя ее.

Ванна для абсорбера.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Ванна из брусков, кирпичей и досок. Клеенкой пока не застелена — примерял абсорбер 🙂

Залил я все это раствором и продержал час, при этом периодически шатал-качал абсорбер, чтобы из-под него удалялись пузырьки воздуха. Где-то через час я сделал контрольный осмотр – в целом он был весь черный, но кое-где по-прежнему были медные пятная солидного размера. Я оставил все так на ночь…

Чернение меди

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Процесс пошел. Чтобы было меньше испарений я накрыл все кусками пенопласта и полиэтилена.

Утром пришел, проветрил подвал – так как находится в нем, без газозащитного респиратора, до сих пор было невозможно. Потом поднял абсорбер – и О облом! Медные пятна не только не исчезли, но и еще стали больше.

Черный абсорбер.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Обратная сторона. Фото лицевой стороны сделать не удалось. Когда я его приподнял — то стекла черная водичка, и медные пятна стали значительно больше!

Дальше пришлось разработать методику локального чернения меди. Способ нашелся, который, к счастью, позволил мне залатать все мои пятна. Во-первых, вместо циркуляционного насоса я одолжил у мамы насосик от фонтанчика – он прекрасно справился с поставленной задачей – гонял кипяточек по моему абсорберу (надеюсь, фонтанчик у мамы в этом году будет ничуть не хуже, чем в прошлом. На насосике внятно написано max 35C). Абсорбер разогрелся где-то до 55С. Чтобы получить большую температуру надо было 2 кипятильника, а в наличии было только один. В подвале было +6С +7С – поэтому абсорбер мой очень интенсивно охлаждался. На такой подогретый абсорбер я выливал малые порции свежего раствора. Это позволило зачернить некоторые области. Но все равно остались бугорки, где раствор не мог задерживаться – он скатывался вниз, в углубления. Далее я брал газовую горелку, разогревал нужную область, затем губкой смачивал ее – при этом издавался характерный звук «пшшшыыы». Опять разогревал и опять губкой. Именно со второго раза медь чернела.

Чернения процесс.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Вот такая вот банька у меня была.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

На фото видно ведро, термометр. Не видно — насосик и кипятильник. Таким способом я грел асборебр.

Вот такие вот мучения! Затем оставил абсорбер еще раз на ночь, обильно полив его растворчиком. Утром пришел, вымыл его. Покрытие оказалось прочным, не слазило и не стиралось.

В таком состоянии я его оставил на ночь.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

И немного фоток промытого и высушенного асборбера, без комментариев.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Сборка корпуса.

В перерывах между пайкой (к примеру радиатор я спаял сразу, а вот медную ленту искал полторы недели) я начал собирать корпус своего будущего солнечного коллектора. Решил использовать плиты OCБ 10мм. Легкие, прочные, недорогие, влагостойкие. Раскроил фанерку по размерам и собрал короб. Для соединений использовал такие вот уголки.

Уголки для корпуса солнечного коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Уголки для соединения фанеры.

Корпус коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Предварительно собранный короб. Потом пришлось разобрать!

Затем уложил теплоизоляцию – базальтовую вату, толщиной 5 см. По бокам те же 5 см. Всю вату опрыскивал гидрофобизатором (водоотталкивающая жидкость) и укрыл кухонной фольгой. Зачем фольга? Точно не знаю, но предполагаю… Когда я смотрел картинки солнечных коллекторов в разрезе, я везде обращал внимание, что абсорбер просто лежит на вате (утеплителе). Т.е абсорбер непосредственно контактирует с ватой! Ну и что??? Насколько я знаю — излучение это 70% из всех возможных теплопотерь (излучение, теплопередача и конвекция). Конвекция и теплопередача берут на себя лишь по 15% каждая. Поэтому я решил не облучать вату тепловым излучением от абсорбера, а отражать его обратно на поглощающую панель (абсорбер). Фольга отражает до 97% излучения. Для этого сделал воздушный зазор в 2 см между ватой и абсорбером чтобы дать возможность работать фольге, как отражателю. Если бы зазора не было – то фольга бесполезна.

Теплоизоляция коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Cначала я собрал 3 стенки, затем завел абсорбер, уложил тепловую изоляцию четвертой боковой стены, и затем прикрутил саму боковую стенку. Именно такая последовательность – иначе не представляю, как это можно сделать!

Готовый корпус коллектора.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Все готово к установке поглащающей поверхности.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Завел абсорбер в короб. Затем выложил теплоизоляцию. Четвертая боковая стенка не прикручена.

Далее проще – прикрутил по периметру кантик из нарезанных реек и проклеил их уплотнительными резинками (продаются такие для окон и дверей).

Деревяный бортик для стекла.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Уплотнительная резинка.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Мне удалось достать бесплатные стеклопакеты (опять же, спасибо добрым людям!). А 1м2 стеклопакета весит 20 кг. Итого, вес стекла получился весьма внушительным – 46 кг!!! Поэтому было решено нести коллектор в место установки без стекла, а стекло ставить потом, отдельно. Чтобы коллектор не запылился, я обернул его кухонной пищевой пленкой. Так его и оставил на пару дней, пока не появилась хорошая погода и помощник. Один, вытащить такую байду я бы не смог!

Коллектор в сборе!

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Все! Готов к установке.

Первые испытания.

27 Февраля, +6С. Было тихо, безветренно. Сплошные легкие тучки, но солнце не светило ярко. Мы с помощником вынесли мой коллектор к месту установки – сам коллектор очень легкий (вата, фанера и медь), но весьма габаритный! Размер его 1.08м х 2.17м. Там мы его установили, и пошли в гараж протереть стеклопакеты перед их установкой в коллектор. Когда вынесли первый стеклопакет, я взялся за патрубок – а он был уже приятно теплым! Когда вынесли второй стеклопакет – патрубок стал еще горячее. Когда вынесли третий стеклопакет – держаться за патрубок более 2 – 3 сек было уже проблематично. Нет, мы не мыли и не обмывали стекла 3 часа! Весь процесс остекления занял максимум пол часа.

Потом мы начали заливать в него воду, чтобы замерять температуру. Ведь было же интересно — столько потрачено сил и средств – а какой же результат?!?!?! К этому моменту как раз наступил полдень, и солнце наконец-то вышло из-за туч! После первой порции воды из коллектора начал выходить пар! Я на радостях сказал на матерном языке, что мол вот неплохой самовар получился! В общем, испытания прошли успешно. Коллектор легко кипятил каждую новую порцию воды – около 200 г. После доливки новой порции воды, через секунд 10 из патрубка выходил кипяток – термометр показывал 96С-98С. Понятно, что это не много – но помоему, весьма не плохо как для самоделки?

И на последок, еще фотографии с комментариями + видео.

Коллектор во весь рост.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Видно, как с утра часть коллектора затеняется домом.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

В режиме стагнации (простоя) теплоизоляция не выдерживает — плавится.

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Температура на выходном патрубке в режиме стагнации. Покрытие 2 стекла (стеклопакет).

Высокоэффективный солнечный коллектор своими руками

Видео в первый день испытаний. Хорошо видно кипение воды.

Видео, которое я снял через 10 месяцев. Так как скоро буду демонтировать и переделывать — решил снять как оно все было.

 

Источник: www.house4u.com.ua

eurosamodelki.ru



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector