民家やコテージの多くの所有者にとっての代替エネルギーの概念は、高価なソーラーパネル、風車、ヒートポンプに関連しています。ほんの数時間で、プラスチックボトルからソーラーコレクターを構築して、暖かい季節を通してお湯を供給することができるとは誰も予想していません。
廃棄物から衛生的な水を調製するための効果的なシステムを作成する方法について説明します。私たちの記事では、実際に動作がテストされている製造システムの設計と方法の詳細な説明を見つけます。私たちの推奨事項に基づいて、家庭で役立つデバイスを簡単に組み立てることができます。
ソーラーコレクターの使用の詳細
ソーラーコレクターとさまざまなタイプの熱を発生するソーラーシステムの主な違いは、仕事の周期的な性質です。言い換えれば、太陽がなければ熱エネルギーはありません。
暗闇の中で、ソーラーコレクターを備えた自律給湯のパフォーマンスがゼロに低下していることは明らかです。ソーラーコレクターによる熱生成は、昼光の長さによって決定されます。これは、緯度と季節によって異なります。
自家製のソーラーコレクターは、中央ネットワークに接続されていない家に温水を供給する問題だけでなく、暖房の問題も解決します
地形の気候的特徴も、ソーラーコレクターの生産性のレベルに大きな影響を与えます。地域が頻繁な霧によって特徴付けられるか、太陽が雲の後ろに隠れることが多い場合、太陽集熱器の性能は大幅に低下します。
ただし、この場合、散乱光線さえも捕捉できるため、水を加熱したり水を加熱したりするためのソーラーコレクターは有効なままです。
設計の特徴と動作原理
ソーラーコレクターの標準バージョンの主な要素は、管付きの銅板の形の吸着器です。プレートは太陽光の作用下で急速に加熱され、チューブとその中の液体に熱を伝達します。自由循環または強制循環により、発生した熱はシステム全体に移動します。
日光の影響下で、銅板が加熱され、そこから熱がチューブ内の冷却剤に伝達されます
吸着剤の効率を高めるには、必要な物理的特性を備えている必要があります。まず、吸着器の吸着能力を高め、太陽光の反射を最小限に抑える必要があります。最も簡単な解決策は、黒色インクを吸着器に塗布することです。
吸着剤の効率を上げるには、透明なガラスで覆う必要があります。通常のガラスは、太陽光線の一部を反射します。
鉄分が少ない特殊ガラスを使用するか、反射防止コーティングを使用するのが最適です。ガラスの汚染を避けるために、ソーラーコレクターのケースは密封する必要があります。
作業の改善とソーラーコレクターの生産性の向上には多くの方法がありますが、設計の不完全さのため、この指標は理想とはほど遠いものです。ソーラーコレクターの原理とその効率を上げる方法を考慮して、即興の材料から原始的で安価なモデルを作成しようとします。
即興素材からのユニットの組み立て
低コストで組み立てが簡単であることに加えて、フラットソーラーコレクターが朝と夕方の時間帯ではうまく機能しないという点で、プラスチックボトルのオプションは標準のソーラーシステムとは異なります。
ボトルの凸状の形状は、日没と夜明けの間でも光線をほぼ垂直に浸透させ、朝と夕方の両方でデバイスの効率を保証します。
ペットボトルの凸状の形状により、水平の場合でも、デバイスは日の出と夕日の光線を拾うことができます
ペットボトルからお湯を生成するための完全に機能するシステムを構築するには、いくつかの独特の方法があります。
- ソーラーコレクターは、水を加熱して排水する貯蔵タンクの役割を果たします。
- ソーラーコレクターは貯湯タンクに接続されており、給湯と自然循環を確実にします。
- コレクターのペットボトルは、水のリザーバーとして機能します。
- ペットボトルは、熱を保持するための密閉容器の役割を果たします。
また、ソーラーコレクターの設計機能はさまざまです。まず第一に、これはボトルを固定する方法とその場所の方法の両方によるものです。
温水貯留オプション
ソーラーコレクターの製造には、直径50 mmのポリプロピレンパイプが必要です。このパイプにはプラスチックボトルが接続されます。その数はパイプの直径によって決まります。テンプレートには15本のペットボトルが使用されていたため、ソーラーコレクターの作業容量は30リットルでした。
ボトルとプロピレンパイプの接合部は、シリコーンシーラントで潤滑され、水漏れを防ぎます。
温水用に設計されたプロピレンパイプでボトルを単一システムに接続するには、穴を開ける必要があります。理想的な解決策は、直径26 mmの木材にドリルビットを使用することでした。
このような寸法では、接続の最大密度が保証され、ボトルはそのねじを通して穴に力でねじ込まれます。ジョイントのシーリングを最大にするために、ジョイントをシリコーンシーラントでコーティングできますが、ホットメルト接着剤を使用することをお勧めします。
各ボトル上部の連絡管の効果を得るためには、直径約2mmの穴を開ける必要があります。
ボトルが接続された後、継手がパイプの片側に切り込まれ、後で水を供給するために給水装置に接続されます。一方、温水が貯蔵タンクに合流するタップを挿入する必要があります。
しかしながら、満たされた水の重みの下で、太陽エネルギーの家庭用のそのような装置はその完全性を失うかもしれません。したがって、適切なデバイスボックスになります。それを作るには、幅150mmのボードが必要です。
ソーラーコレクターの効率を上げるために、ボックスの下部に、厚さ50 mmのポリスチレンまたは発泡スチロールを敷き、ホイルで覆うことができます。
太陽光コレクターをさらに操作する場所に設置した後、ペットボトルを太陽光線をより効率的に吸収するために黒く塗る必要があります。
黒く染色すると、プラスチックの吸収能力が高まり、水を加熱する効率が上がります
マットペイントを使用し、エアゾール缶からスプレーして塗布することをお勧めします。それはガラスでボックスを覆うために残り、それによってその密閉性を高め、それを冷水供給システムおよび貯蔵タンクで使用するために準備された温水の排水システムに接続します。
実際の経験から、プラスチックはその変形につながる高温の影響を許容しないことが知られています。明るく晴れた日には、温水の温度は65度を超える可能性があり、塑性変形につながります。
この点で、一般的にガラスでのボックスの追加の密閉を拒否するか、曇りの天候でのみ使用することをお勧めします。
温水循環方式
ソーラーコレクターのシステムは最初のオプションに似ていますが、いくつかの構造上の違いがあります。
コレクターを作成するには、次のツールと材料が必要です。
- コーナーとT型の直径20 mmのPVCパイプ。
- ローラーパイプカッター;
- のみカッター;
- プライマー(洗浄剤);
- ペットボトル;
- 牛乳またはジュースから作られたテトラパキ。
- 文房具ナイフ;
- 段ボール;
- 耐熱マットブラック塗装。
- 貯蔵タンク。
設置には直径20mmのPVCパイプが必要です。パイプの水平部分は、コーナーとT型が冷間溶接で取り付けられるセグメントにカットする必要があります。ソーラーコレクターの底はまったく同じに見えます。最終的にはクローズドシステムになりますが、まず最初に。
塩ビ管の接着の特徴
高品質のカットを得るには、ローラー付きのパイプカッターを使用することをお勧めします。切断後、専用の面取り工具を使用してパイプ内面を面取りする必要があります。
ティーの深さと角度を測定した後、接続するパイプの端にマークを付け、パイプの端と継手をプライマー(洗浄剤)で処理する必要があります。
ローラーパイプカッターは、切断部分のスムーズな動きにより、切断中に断面の変形やエッジに沿ったバリの形成を回避します
次のステップは、パイプの外側と継手の内側への接着剤の塗布と分配です。接着剤はブラシで塗布する必要がありますが、そのサイズはパイプの直径よりも小さくなければなりません。準備されたティーまたはコーナーにパイプを挿入し、接着剤を均等に分配するために1/4回転します。
1つのコーナーまたはティーを接着するのに30秒以上かかることはありません。固定した後、接着剤の残りを取り除く必要があります。
ソーラーコレクターの製造手順
上部パイプを準備し、それに垂直パイプを取り付けたら、ペットボトルの準備を開始できます。提示されたソーラーコレクターのモデルでは、長さ105 cmの4つの垂直パイプがあり、5本のプラスチックボトルをこのパイプの長さに配置できます。つまり、コレクターを収集するには、20個の同じペットボトルが必要になります。
各ボトルから底を取り除く必要があります。これを行うには、長さ30 cmのボール紙をチューブに丸めたものからシンプルなテンプレートを作成し、テンプレートと文房具ナイフを使用して、ボトルの底を取り外します。ボトルを準備したら、太陽エネルギーを吸収する吸収体の製造を開始できます。
シンプルな段ボールテンプレートを使用すると、同じサイズのボトルをすばやくカットして入手できます。
吸収体の役割では、ジュースや牛乳からの使用済みテトラパックを使用しています。それらは切断され、完全に洗浄され、乾燥されなければなりません。それらの吸収能力を向上させるために、マットブラックペイントを適用する必要があります。これを行う最も簡単な方法は、スプレーペイントです。
プラスチックボトルを順番に並べることで、折りたたまれたテトラパックをボトルに簡単に配置できます。
ボトルとテトラパックの準備ができたら、ソーラーデバイスの組み立てを開始できます。まず、垂直のチューブで首を前にしてペットボトルをひもで締め、それにテトラパックを挿入する必要があります。同様に、すべてのボトルは垂直チューブに張られており、上部と同様に下部パイプのT型とコーナーに接続する必要があります。
製造されたソーラーコレクターに剛性を与えるためには、それを支持する必要があります。
従来の木製シールドは構造的な剛性を提供し、ソーラーコレクターをその使用場所に簡単に移動できます
最初のケースと同様に、コレクターを木製の箱に入れることは可能ですが、断熱する必要はありません。それぞれのペットボトルは一種の小さな断熱タンクなので、内側から暖まると、パイプを循環する水に熱が伝わります。
配置と接続の特徴
太陽光を最大限に吸収するには、コレクターを南向きに配置する必要があります。 10〜15度の小さな傾斜角度で、コレクターが太陽のほぼすべての場所で効果的に機能します。
パイプの下部は貯蔵タンクの下部に、上部はほぼ中央部に接続する必要があります。ポリマータンクからの冷水は下部パイプを通ってコレクターに流れ込み、そこで加熱されて上部パイプを通ってタンクに上昇します。
したがって、その場しのぎのシステムによる水の自然循環が行われます。強い水循環を確保するには、タンクをソーラーコレクターの真上に少なくとも0.3 m離して配置する必要があります。
ソーラーコレクターが貯蔵タンクに正しく接続されている場合、自然な水の循環が確保されます。
冷水が給水システムからタンクに入るとき、それは活発に混合され、それによりコレクターの効率を低下させることに注意すべきです。これは、タンクへの入口に、複数の穴が開いた栓付きチューブである乱流ギアボックスを装備することで回避できます。
水はギアボックスをスムーズに流れます。これにより、冷水が下層にとどまり、そこからソーラーコレクターに取り込まれます。
乱流ギアボックスの使用は、貯蔵タンク内の冷水と温水が混合するのを防ぐのに役立ちます。
太陽熱収集器が晴天の日中のみ水を加熱することは明らかです。したがって、昼と夜の間に使用するためにお湯を保存することが重要です。これを行うには、ストレージ容量を温める必要があります。
ビデオ1.それで、ペットボトルからの最初のヘリオシステムが登場しました:
ビデオ2.実際に水を加熱するためのほぼ無料の装置:
飲料用のプラスチックプラスチックソーラーコレクターは、温水を製造するための安価なソリューションです。ただし、特に春と秋に悪天候が続く場合は、貯蔵タンクにヒーターを設置することをお勧めします。この場合、ソーラーコレクターは完全なシステムの一部となり、好ましい条件の下では、費用を節約できます。
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