Мой вариант СК (солнечного коллектора)

Теперь наступает самый сложный момент – обеспечение герметичности. Всё бы ничего, вот только полипропилен не поддаётся склейке. То, что он (а также и полиэтилен, и фторопласт/тефлон) не склеивается, мне было знакомо ещё из институтского учебника по химии. Но в последнее время появилась масса доказательств обратного – клеи такие имеются. Пример простой – стикеры на полиэтиленовых пакетах и на деталях из полипропилена. Удалить такой стикер без его разрушения, порой не удаётся. Вот и занялся поисками этого клея, и вроде его нашёл. Клеевой шов выглядит достаточно качественно. Гидравлические испытания были успешны, необходимое давление (3 м. вд.ст.) коллекторы выдержали. Наступило время их покраски. Использовал матовую чёрную краску в аэрозольном баллоне.



Параллельно изготовил и установил на внешней стороне бани специальные кронштейны и внешнюю разводку для СК. Внутрь подводящего и отводящего трубопроводов вклеены термопары, которые будут непосредственно омываться водой. В подводящий трубопровод врезал счётчик для воды. Выполнялось это с целью определения реальных, не расчетных, характеристик СК.

Резервуар для горячей воды и две бочки для холодной установлены на чердаке. Разводка трубопроводов выполнена из полипропиленовых труб. Их монтаж не сложен, по этой причине и был выбран именно он. Предполагается, что нагрев воды в резервуаре будет осуществляться двумя независимыми друг от друга способами – от СК и от печи, установленной в парном отделении. Каких либо переключающих устройств не предусматривается, всё должно осуществляться автоматически, возможна параллельная и одновременная работа обеих источников тепла. Предусмотрена теплоизоляция, как резервуара горячей воды, так и всех труб с горячей водой. Возможно, что будет весьма разумным теплоизолировать трубы и с холодной водой.

Окончательно всё будет теплоизолировано после запуска всей системы в работу.
Всё собрано и начались настоящие испытания. В итоге …….полное разочарование в клее, не прилипает он к полипропилену. Течи, хоть и очень маленькие, начались по краям отверстий в трубах, в местах сопряжения с полипропиленом. То в одном месте, то в другом, то опять в первом.
Хвалиться было нечем, вот тема и заглохла. Пошарив по интернету, обнаружил клей с праймером, который по уверениям его производителя склеивает полипропилен. Поиску этого «чуда» были посвящены несколько зимних месяцев. Нашёл, купил, вот только к «реставрации» СК смог приступить на самой «макушке» лета. Опять незадача – от поликарбоната старый клей отставать не захотел, повреждались пластины. Что делать? Удалять старые и ставить новые? А может всё выполнить вновь? Вроде технология уже отработана. А вдруг опять «облом»? Время поджимает, мыться хочется каждый день, и не мне одному. В дальних «закромах» моего мозга сохранилась память о так называемом бразильском варианте. Год назад я разыскал его на просторах инета и выкладывал на него ссылку в теме «Простой солнечный коллектор».
Всё необходимое у меня уже было – запасливый я, однако. На обдумывание технологии изготовления много времени не потребовалось – к вечеру оба теплоприёмных элемента были готовы и покрашены.

«Всё чудесявее и чудесявее», как говорила известная Алиса. Один из коллекторов начал подтекать. Решил запускать систему на втором. Подробности можно найти в теме «Добротный солнечный коллектор». Причина общего отказа системы крылась в особенностях монтажа трубопроводов на чердаке. Оказалось, что выполненных уклонов труб не достаточно. Пришлось, отказавшись от идеи комбинированного нагрева, заняться переделкой всей системы трубопроводов и перестановкой бочек с холодной водой и резервуара для горячей. После внесения столь кардинальных изменений система начала работать исправно – горячая вода есть в течение суток, тёплая – не менее трёх. Работает она и в момент написания этих строк.

 

Вот так сегодня выглядит перепланировка чердака.
На этих двух фото «слетели» настройки времени и даты, но это я обнаружил несколько позже.

Наступает время вопросов? Я готов отвечать.

 

Скажите, даст ли на обогрев солнечный коллектор достаточно энергии для отопления такой же площади как и сам он зимой в средней полосе?

 

Думается мне, что не даст. В странах Средиземноморского бассейна, где СК получили большое распространение, климат значительно мягче и солнечных дней больше, солнечные коллекторы для обогрева зданий не используют.

 

Скажите пожайлуста, так течь между трубами, в которых прорезаны пазы, и полипропиленовыми панелями была устранена, или нет ? Тоесть, как я понимаю, разработанная Вами система работает в летний период только для гарячего водоснабжения. И работает доволи не плохо

 

Нет, течи не устранены, да я и не буду больше этим вариантом заниматься. Практика показала, что на выходе из коллектора температра может достигать достаточно высоких значений, при форсмажорных ситуациях. У меня температура достигла +90, с "хвостиком" (при отсутствии отвода тепла). Думается, что это запредельные температуры для поликарбоната.

 

Действительно Ваши показатели впечетляют . Так что, получается, что течь образуется только после того как коллектор определленое время проработал и начал выдавать высокие температуры теплоносителя на выходе ? Или при гидравлических испытаниях с холодной водой, сразу после первой сборки ?

 

Ничего необычного и сверх естественного не произошло - маленькое увеличительное стекло (с поверхностью инсоляции/освещённости в тысячи раз меньшими) способно "выдать" и большие температуры.

Потёк в самом начале работы. Видимо первичные испытания на герметичность оказались не качественными.
Наиболее перспективным считаю первый вариант, из листов оцинковки. С наскока он не получился, но отрицательный результат . тоже результат. Следуюшая попытка могла бы быть более удачной, вот только .. будет ли она?

 

Главный вопрос - у вас при дельте температуры воды 24 градуса какой расход воды через коллектор?

 

А это и мне очень хочется знать. Дело в том, что счётчик воды не работает, даже не знаю почему. Похоже, что скорость воды очень маленькая, но при хорошем солнечном освещении вода в резервуаре нагревается до преемлимых температур - на выходе к смесителю от ~55 до 75 градусов. Если появится возможность, то счётчик воды постараюсь заменить.

 

Для СПК вроде до 120 Т допустима.
По поводу протечек, попробуйте сантехнический санитарный силикон, я его от глянцевой плитки отодрать немогу, может подойдет. (стыки ПК и труб текут?)
Трубчатый я бы пожалуй из меди сделал, без переходников просто змейкой, жесткую трубку можно согнуть и только стыки пропаять. Думаю по цене было бы похоже
Фрезеровка и подход к делу достоин уважения

 

Пробовал, не держится.
Прочное соединение двух разнородных материалов обеспечивается даже не на молекулярном уровне , а на уровне атомов.
Примерно это выглядит так:
- при построении молекулы какого-либо вещества, "свободные" электроны одного из атомов переходят на свободные электронные уровни/орбиты другого. Таким образом атомы в молекулах и удерживаются. Молекулы полиэтилена, тефлона и полипропилена очень сложны по своему строению, но в атомах этих молекул отсутствуют свободные электронные уровни и свободные электроны - все электронные связи заняты. По этой причине они и не склеиваются. Возможно только механическое "перемешивание" длинных молекулярных цепочек при расплавлении этих материалов.
Это теория. Так было во времена моей учёбы, но с тех пор утекло много воды. Сегодня я вижу, что существуют некие клеи, способные прилипать к указанным материалам. Различного рода стикеры и этикетки успешно наклеиваются как на полиэтиленовые пакеты, так и на полипропиленовую фурнитуру. Удалить их без разрушения бумажной основы не удаётся. Возможно, что у меня уже есть подходящий клей, но .
Вот только дальше заниматься этим вариантом я не собираюсь, причины излагал чуть выше - поликарбонат при высоких температурах (форсмажоре) склонен к сильным деформациям.
По поводу гнутой трубки - без принудительной циркуляции как запуск в работу, так и дальнейшая эксплуатация, на мой взгляд, проблематичны.

 

Есть у меня ещё некоторые наблюдения, полученные в ходе весьма не продолжительной эксплуатации своей водонагревательной системы. Хочу отметить тот факт, что СК в этой системе хоть и очень важный элемент, но не самый сложный и не самый дорогой. Значительно большая доля затрат пришлась на саму водопроводную систему – трубопроводы, запорная арматура, баки для холодной воды, резервуар для горячей, теплоизоляция. При этом для обеспечения нормальной работы СК, пришлось учитывать массу конструктивных факторов – высотные отметки, длины трубопроводов и их сечение, обязательные уклоны. По этой причине рассматривать СК в отрыве от всего остального не очень разумно. Примерно, так как рассматривать рыболовный крючок без учёта всего остального – удилища, лески, поплавка, грузила, места рыбной ловли и предполагаемого трофея. Характер и среда эксплуатации, поставленные цели – вот главные условия выбора конструкции СК. В той «обвязке», которая была мною создана первоначально, нормально работать не стал бы ни один СК. Зато в нынешних условиях будет работать любой, без сомнений.
По поводу длинных гнутых трубок.
Такой вариант возможен для реализации, но у него есть свои особенности, не очень приятные. Во-первых, при значительной длине трубки возрастает её гидравлическое сопротивление, что может «потянуть» за собой принудительную циркуляцию, со всеми её сопутствующими «прелестями». Во-вторых, в длинной трубке возможен перегрев жидкости с обильным парообразованием, которое может остановить самотечный процесс. Но даже если процесс не останавливается (принудительный) – куда девать образовавшийся пар? Как его удалять из системы? Стоит вспомнить, что процесс парообразования/испарения способен происходить даже при отрицательных температурах. В моём случае, при параллельных трубках, пар также образовывался в достаточно больших количествах, даже не достигая высоких температур. Он скапливался в верхней точке герметичного резервуара, в точке отвода горячей воды к смесителю. Это наблюдалось каждый раз, как только мной открывался вентиль горячей воды – слышалось довольно громкое и продолжительное шипение. Скорее всего, это был не пар, а растворённый в воде воздух, выделившийся из неё при нагреве (хотя и без пара не обошлось), но и он удовольствия не доставлял. Следует ли учитывать этот момент – каждый решает сам. Проблема решается просто – отказом от герметичного резервуара, но в этом случае затрудняется забор горячей воды.
В-третьих, а сколько тепла необходимо усвоить? Одно дело если созданная установка не обеспечивает потребности и совсем другое дело, когда она выдаёт тепла много больше, чем его требуется. Куда и как девать излишки тепла, причём без дополнительных финансовых «вливаний» и, не усложняя всю систему? У меня всё получилось удачно – излишков тепла нет, нет и дефицита. Теперь я призадумался – а стоит ли заниматься в дальнейшем изготовлением более совершенного СК?

 

Смотря на конструкцию вспомнились протечки на крышках клапанов отечественных авто.
В теории - воспользуйтесь справочником термодинамики материалов подберите материал с большим углом теплового расширения чем оцинковка. например какой нибудь полимер. отлить или вырезать рамку по периметру СК между листами, и продольные армирующие ребра под тип разделения на банки радиатора, на лист наложить армирующую недеформируемую планку и просверлив посадить на заклепки они лучше переносят динамические нагрузки при теплодеформации. между композитом и оцинковкой проложить тонкий герметизирующий слой, на битумной основе с термоприсадкой для уменьшения пластичности или просто обойтись тонким паранитом. композит между листами позволит вмонтировать трубки водопровода.

 

Кстати я думал о подобной конструкции и проблемах с давлением. Возможно безнапорная установка была бы надежнее. Только тогда комбинированный бойлер нужен, и принудительная циркуляция в контуре СК.