Самодельные солнечные коллекторы

Коллектор самодельный, наипростейший 1 штук.
Медный лист на высокотемпературном утеплителе.
В качестве селективного покрытия, обработка меди Едким натром.
Поглощение 0.89 Излучение 0.17. http://www.svasti.ru/harakteristiki_selektivnyh_pokrytiy
Гофрированная нерж труба, змейкой, прижата к меди медными накладками длинной 5-7см через 10-12см, 4-мя шурупами.
Поликарбонат 6мм (светопропускание 82%) на бобышках.

Между абсорбером и ПК.

 

Сооружение конечно грандиозное, интересных идей Вы сгенерировали и воплотили немало.
Но только не обижайтесь, я Вас сейчас немного покритикую в части коллекторостроения.

Понимаю, что нужен был недорогой вариант, и многие люди, прочитавшие о Ваших опытах на даче и здесь, не в последнюю очередь и по финансовым соображениям загорятся идеей сотворить нечто подобное. Думаю, следует обратить их внимание на то, что можно сделать не сильно дороже, но что будет гарантированно работать с большей отдачей.

Лист и покрытие зачетное, с креплением гофры- так себе вариант. Вы абсорбер трогали, гогда по гофре циркуляция теплоносителя идет? Даже если бы Вы медную трубку таким образом прикрепили, ситуация сильно в лучшую сторону не изменилась бы. Проверял на собственном опыте.

Я живу там, где солнца о-о-о-чень много, но даже у нас, трубка, прихваченная местами к абсорберу, не очень то торопится отбирать у него тепло.

Нагрев от попадающих напрямую на трубку лучей, от соприкасающегося с ней воздуха и от тех пятачков контакта с абсорбером незначителен, в сравнении с тем вариантом, если бы был обеспечен надежный тепловой контакт трубки с листом по всей длинне. Самый простой вариант- хомуты "обнимают " трубку, и их длинна максимально возможная по длинне трубки, промежутки только в местах изгибов. На худой конец, можно "Силотермом" промазать, но трубку с хомутами ставить не на лицевую, а на тыльную сторону абсорбера.

Подача воздуха в пространство между поликарбонатом и абсорбером, тоже не самый лучший вариант, несмотря на наличие фильтров. Конечно, допускать перегрева поликарбоната нежелательно, но летом его и так не будет, из-за вертикального расположения коллекторов, и работы жидкостной системы, а зимой, при варианте с подачей воздуха под абсорбер и изоляцией промежутка абсорбер- поликарбонат, удалось бы еще немного увеличить выработку.

С интересом наблюдаю за развитием событий, желаю дальнейших успехов!

 

Поскольку это не первый самодельный коллектор, и не самый большой. То о чём вы говорите, называется качеством теплосъёма.
Если покопаться в теории, можно даже найти расчёт КПД как следствие разницы между температурой воздуха внутри коллектора и температурой выходящей воды, за минусом светопропускания и излучения.

В промышленных СК, управляющий термометр крепится к медному абсорберу. т. е. Известна Т исходящей жидкости, но не известна Т воздуха внутри СК. По этому посчитать КПД не возможно. У нас управляющий термометр висит в воздухе, между ПК и абсорбером, а Т жидкости показывает дополнительный термометр на входе в буферную ёмкость. И по этой дельте сразу понятно, достаточно ли качество теплосъёма или нет.
Я сейчас не помню цифру точно, она была всего несколько градусов. Когда я увидел её первый раз, в голове отложилось: Очень Гу-у-уд, не хуже промышленных.

Пятно контакта хомутов с трубой и абсорбером достаточное. Воевать за дополнительные копейки теплосъёма не целесообразно.

 

@PipilatsMotors, Я тоже думал, что "очень гуд", пока не увеличил скорость протока теплоносителя. Главный показатель в работе коллектора не температура, а температура, помноженная на обьем теплоносителя в единицу времени. Я эти грабли проходил, и говорить об этом не стесняюсь.

Разница весьма ощутимая, и люди, которые возможно примут решение делать самодельный СК должны это учитывать. Холодная трубка на горячем абсорбере при более-ли менее нормальной скорости протока теплоносителя в таком варианте гарантированна.
КПД коллектора, где нагрев жидкости идет непосредственно через теплопроводность металла, будет в разы выше, чем в том, где жидкость нагревается через воздушную прослойку и небольшие участки прямого контакта металл-металл. При низких температурах такая самоделка вообще не будет эффективна.

 

То есть получается, что лучшее решение когда теплоноситель проходит внутри абсорбера. Тогда сам собой напрашивается такой вариант: покупаются стальные плоские радиаторы, на тыльную сторону утеплитель, наружная сторона красится чёрной краской и закрывается прозрачным материалом. Дёшего и просто.

 

Большое значение имеет обьем теплоносителя в каналах коллектора, сечение этих каналов. Большой объем теплоносителя- большая инерция. За ночь остынет до -30, солнце только к вечеру отогреет. Большое сечение каналов- нагреваться будет только небольшой слой жидкости по периметру, контактирующий с металлом.
Для лета конечно вариант самый простой, но после нескольких сезонов со сливом воды на зиму, от металлических радиаторов останется решето.
Самоделки вещь весьма перспективная, и иногда небольшое удорожание приносит существенный прирост производительности. Тем более, если расчет делать на использование не только летом.

 

@bazil19, разрешите вопрос! Если делать коллектор из 2х листов железа (2 листа с зазором 3-4мм,а между ними вода)-это не лучше будет (для самоделки)? Сейчас обдумываю такой вариант применительно к горячему водоснабжению летом и в межсезонье

 

А вот такой пойдёт? http://www.avito.ru/sankt-peterburg/remont_i_stroitelstvo/radiator_stalnoy_novyy_106402889
Сечение каналов небольшое, площадь контакта теплоносителя и металла большая, заполнить систему можно тосолом.

 

@Vadim9818,
если часто-часто спаять листы между собой через проставочные шайбы, то можно. Но все равно, под давлением такой коллектор эксплуатировать проблематично, только в безнапорной системе.

@alexxxxx
На лето можно, но коррозия убьет очень быстро, пока будет стоять зимой без воды. Делать на таких зимнюю систему на антифризе тоже не совсем удачный вариант.
Я придерживаюсь мнения, что лучше день потерять, но потом за пять минут долететь. В смысле, или сделать один раз и надолго, или лучше не делать вообще. Скажу честно, если бы у нас продавались фирменные плоские хорошего качества, по ценам как у вас, не задумываясь купил бы их.
Когда делал свои, пытался найти у нас медные листы. Просто нет в природе, так как все благополучно продано в Китай. Максимум, что удалось найти -полоски от гибких связей автоматов, несколько сантиметров длинной. Поэтому делал из оцинковки, к которой паял медную трубку. 20 м. кв. коллекторов мне обошлись дешевле, чем вакуумник на 30 трубок.

В Вашем климате лучше купить заводской, Российского производства, который будет работать с весны до зимы, сделать хорошую самоделку встанет не на много дешевле.
А как летний вариант для дачи- можно и из таких радиаторов. Я, кстати, первый раз в жизни, в детстве увидел коллектор из примерно таких же радиаторов.

 

@Vadim9818, С листами есть определенные нюансы и сложности, если использовать кровельную оцинковку, там придется много паять, если металл потолще, то можно воспользоваться сваркой, но вес и цена у такого коллектора будет уже значительней. И опять же, долговечность коллектора из материала, подверженного быстрой коррозии очень мала.
Нержавеющая гофра очень практичный материал, надо лишь улучшить ее контакт с абсорбером. Медная трубка немного дороже, но ее очень легко паять, как между собой, так и к абсорберу из меди или оцинковки. И проживет коллектор из таких материалов не одно десятилетие.

Еще один немаловажный момент- качество воды. В системе прямого нагрева, при определенных обстоятельствах, коллектор очень быстро может покрытся изнутри отложениями, которые сильно ухудшат его работу.

 

"температура, помноженная на обьем теплоносителя в единицу времени".- это тепловая мощность снимаемая с СК.

Тепловая мощность снимаемая с СК - это разница между мощностью падающего излучения и тепловыми потерями СК.

На мощность падающего излучения мы повлиять не можем, она такая какая она есть.

А тепловые потери СК зависят исключительно от конструкции.
В свою очередь они у нас состоят из потерь излучением и теплопроводностью.

С теплопроводностью у нас по лучше чем у любого промышленного, закрыто СПК, тепловое сопротивление минимум в 3 раза лучше чем у структурированного стекла Боша или Виссмана.
С обратной стороны 350мм утеплителя в стене. Тут нам промышленные СК не ровня.

По излучению то же не всё так плохо. Селективность так себе, но она есть. 0.17 на 0.89 однако.
СПК на 10мкм отражает в зад 0.9
Так что улетает излучением 0.17 на 0.1 = 0.017 или меньше 2%.
Это получше будет чем любое суперселективное покрытие с излучением в 5%.

В разы говорите. Ну тады давайте прикинем член к носу.
На чём теряем?
Теряем на светопропускании 10%
И на том самом перегреве внутри СК. Разница между Т выходящей и Т воздуха внутри.
Он по факту несколько градусов, точно меньше 10градусов. Будет солнечный день посмотрю ещё раз.
Так как Т стагнации самодельного СК далеко за 100градусов, то потери теплопроводностью за счёт этого составят 5-7% максимум.

В сумме 15%, что очень хорошо согласуется с экспериментом.

Здесь приводил сравнение:
https://www.forumhouse.ru/threads/122977/page-35#post-6906377

Я считаю что цена - результат на очень хорошем уровне. Любые улучшения приведут к удорожанию без ощутимого выигрыша в КПД.

P. S.
Есть большой резерв по удешевлению. Заменить медь на алюминий. Только на алюме не понятно как сделать селективное покрытие за 3 копейки.

 

@PipilatsMotors, написали много, грамотными словами, местами я с вами даже согласен. Надеюсь, Вы не будете пытаться всех убедить, что теплопроводность по пути воздух-металл-жидкость, гораздо эффективней теплроводности по пути металл-жидкость.
Любой теплосъм это попросту говоря бег наперегонки- кто быстрее схватит и дальше утащит. И как говорит один мой знакомый- последнему поросенку сиська достается возле пиписьки. .И то тепло, которое вы не смогли снять с абсорбера из-за плохого с ним контакта теплоотводящей трубки, естественно с разной скоростью будет так или иначе теряться. И чем сильнее будет разогреваться Ваш коллектор, тем интенсивнее будут потери. Тут можно даже не лезть в волновые дебри и суперселективные технологии.
Я не собираюсь критиковать Ваш коллектор, или уговаривать Вас его переделать. Просто очень многие, читающие этот форум, и многие кто прочитает в будующем, доверяют вашему мнению и авторитету эксперта, и почему-то не задумываются- раз все так шоколадно, то почему производители фирменных коллекторов идут на такие ухищрения, чтоб трубки как следует к абсорберу прикрепить? Утепляли бы получше,
и ну его всякие там импульсные лазеры, пайки да обжимки! Лепи на хомутах- воздух воду хорошо греет!
Я просто хочу, что бы те, кто вдохновился Вашим опытом, и решили сделать самоделку, знали что потратив ненамного больше времени и средств, они получат серьезную прибавку в производительности.

Я задолго до того как начал читать этот форум, чуть было не пошел по пути упрощения, но вовремя понял свою ошибку.

 

Да и ежу понятно, что чем больше контакта лист-труба, тем лучше будет теплосъём, тем меньше будет температура листа, тем меньше будут потери. А вот в данном случае, как можно было бы улучшить конструкцию? Тупо пропаять все трубки по длине?

 

Нет конечно. Спорить тут бессмысленно. Лучше хомут во весь марш.
Выигрыш от этого бес сомнения будет. Но он не на столько велик, Я бы даже сказал очень мал, в сравнении, например, с потерями на светопропускании СПК.

 

Любой коллектор начинает терять КПД уже тогда, когда начинает нагревать теплоноситель до температуры чуть выше, чем температура окружающего уличного воздуха. Эти графики Вам прекрасно известны.
В своих расчетах, Вы так же обходите вниманием тот факт, что любое тело, тем или иным способом нагретое, само в итоге становится источником теплового излучения. И приведенные цифры, чего и на какой длинне волны поликарбонат отражает, не дают правильного понимания масштабов потерь.
Как и разница между Т воздуха в коллекторе и Т жидкости на выходе не несет в себе никакой полезной информации, без у поминания количества этой самой жидкости в единицу времени.
Разница становится очевидной тогда, когда сравнивается, сколько жидкости на проток можно нагреть при хорошем контакте, и сколько, отбирая тепло у перегретого воздуха. В моих опытах разница была в районе 30-40%.
Когда коллектор работает на нагрев воздуха- у меня вопросов к Вам нет, все замечательно, хотя и тут есть поле для дискуссий.
Мое замечание касается того, что будущие самодельщики вполне могут применить в своей практике, возможно потратив чуть больше сил и средств, получив при этом 30 % выигрыш в жидкостных системах.
Какой смысл применять дорогую медь, с ее бешенной теплопроводностью, если эта теплопроводность используется только в местах, где трубка прижата?

@alexxxxx, я так и поступил. Тупо припаял 160 метров медной трубки к 20 квадратам оцинковки. Сплошняком.