Zonnecollector van plastic flessen: stapsgewijze handleiding voor het assembleren van een helio-apparaat

Het concept van alternatieve energie wordt voor veel eigenaren van particuliere huizen en datsja's geassocieerd met dure zonnepanelen, windmolens of warmtepompen. Niemand vermoedt dat men in slechts een paar uur voor een schijntje een zonnecollector van plastic flessen kan bouwen om zichzelf de hele warme periode van warm water te voorzien.

Wij vertellen u hoe u van afvalmaterialen een effectief systeem voor de bereiding van sanitair water kunt maken. In het door ons voorgestelde artikel vindt u een gedetailleerde beschrijving van constructies en fabricagemethoden van systemen waarvan de werking in de praktijk is getest. Met onze aanbevelingen kunt u zonder moeite een nuttig apparaat voor het huishouden in elkaar zetten.

Specificiteit van het toepassen van zonnecollectoren

Het belangrijkste verschil tussen een zonnecollector en verschillende soorten warmteopwekkende heliosystemen is de cyclische werking. Met andere woorden: bij afwezigheid van de zon is er geen thermische energie.

Het is duidelijk dat in het donker de productiviteit van een autonome warmwatervoorziening met een zonnecollector tot nul wordt teruggebracht. De warmteproductie van een zonnecollector wordt bepaald door de lengte van de dag, die afhangt van de geografische breedte en het jaargetijde.

Een zelfgemaakte zonnecollector kan niet alleen het probleem van de warmwatervoorziening voor een huis dat niet is aangesloten op centrale netwerken oplossen, maar ook de verwarmingsproblemen.

Klimaatkenmerken van de regio hebben ook een merkbare invloed op het prestatieniveau van de zonnecollector. Als de regio wordt gekenmerkt door frequente mist of de zon vaak achter wolken verdwijnt, neemt de productiviteit van de heliocollector aanzienlijk af.

Maar ook in dit geval blijft een zonnecollector voor verwarming en/of waterverwarming effectief vanwege het vermogen om zelfs diffuus licht op te vangen.

Constructieve kenmerken en werkingsprincipe

Het hoofdelement van de standaardversie van de zonnecollector is een absorber in de vorm van een koperen plaat met een buis. De plaat warmt snel op onder invloed van zonlicht, geeft warmte af aan de buis en de vloeistof erin. Dankzij vrije of geforceerde circulatie wordt de verkregen warmte verder door het hele systeem getransporteerd.

Onder invloed van zonlicht wordt de koperen plaat verwarmd, van waaruit warmte wordt overgedragen aan het koelmiddel in de buis

Om de efficiëntie van de absorber te verhogen, moet deze de nodige fysische eigenschappen krijgen. Allereerst moet het absorptievermogen van de absorber worden verhoogd en de reflectie van zonlicht tot een minimum worden beperkt. De eenvoudigste oplossing is het aanbrengen van zwarte verf op de absorber.

Om de efficiëntie van de absorber te verhogen, moet deze worden bedekt met transparant glas. Normaal glas reflecteert een deel van het zonlicht.

Het beste is om speciaal glas met een laag ijzergehalte te gebruiken of een antireflectiecoating toe te passen. Om vervuiling van het glas te voorkomen, moet de behuizing van de zonnecollector luchtdicht worden gemaakt.

Ondanks de vele manieren om de werking en prestaties van de zonnecollector te verbeteren, is deze indicator vanwege de imperfectie van het ontwerp verre van ideaal. Gezien het werkingsprincipe van de zonnecollector en de methoden om de efficiëntie te verhogen, proberen we een primitief en goedkoop model te maken van alledaagse materialen.

Montage van het apparaat uit voorhanden materialen

Naast de goedkoopte en eenvoud van montage, verschilt de variant van plastic flessen van standaard zonneapparaten doordat platte zonnecollectoren slecht werken in de ochtend- en avonduren.

De bolle vorm van de flessen zorgt voor een vrijwel verticale doordringing van de stralen, zelfs tijdens zonsondergang en zonsopgang, waardoor het apparaat zowel in de ochtend- als avonduren efficiënt werkt.

Dankzij de bolle vorm van plastic flessen kan het apparaat, zelfs in horizontale positie, de stralen van de opkomende en ondergaande zon opvangen.

Er zijn verschillende kenmerkende manieren om van plastic flessen een goed werkend systeem voor warm water te bouwen:

• De zonnecollector fungeert als een opslagtank waarin water wordt verwarmd en vervolgens wordt afgetapt;
• De zonnecollector wordt verbonden met een opslagtank om waterverwarming en natuurlijke circulatie te garanderen;
• De plastic flessen van de collector dienen als waterreservoir;
• De plastic flessen fungeren als luchtdichte containers om warmte vast te houden.

Ook kunnen zonnecollectoren verschillen in hun constructieve eigenschappen. Dit hangt vooral samen met zowel de manier van bevestigen van de flessen als de manier waarop ze worden geplaatst.

Optie met opslag van verwarmd water

Voor het maken van een zonnecollector is een polypropyleen buis met een diameter van 50 mm nodig, waaraan plastic flessen worden bevestigd. Het aantal flessen wordt bepaald door de diameter van de buis. Voor het sjabloon zijn 15 plastic flessen gebruikt, waardoor de werkcapaciteit van de zonnecollector 30 liter bedraagt.

De verbindingsnaden van de flessen met de polypropyleen buis worden ingesmeerd met siliconenkit, om waterlekkage te voorkomen.

Om de flessen tot één systeem te verbinden, moeten er gaten worden geboord in de polypropyleen buis, bestemd voor warmwatervoorziening. De ideale oplossing was het gebruik van een houtboor met een diameter van 26 mm.

Bij deze afmetingen wordt een maximale dichtheid van de verbinding gegarandeerd, en de fles wordt met kracht in het gat gedraaid langs zijn schroefdraad. Om een maximale afdichting van de verbinding te garanderen, kunnen de naden worden ingesmeerd met siliconenkit, maar het is beter om hete lijm te gebruiken.

Om het effect van communicerende vaten te bereiken, moeten in het bovenste gedeelte van elke fles gaten met een diameter van ongeveer 2 mm worden gemaakt.

Na het aansluiten van de flessen wordt aan de ene zijde van de buis een fitting ingebouwd, die later wordt verbonden met de waterleiding voor de toevoer van water. Aan de andere zijde moet een kraan worden ingebouwd, waardoor het verwarmde water naar een opslagtank kan worden afgetapt.

Onder het gewicht van het gevulde water kan een dergelijk apparaat voor huishoudelijk gebruik van zonne-energie echter zijn integriteit verliezen. Daarom is het zinvol om een kast te maken. Voor de vervaardiging ervan is een plank van 150 mm breed nodig.

Om de efficiëntie van de zonnecollector te verhogen, kunt u op de bodem van de kast piepschuim of geëxpandeerd polystyreen met een dikte van 50 mm leggen en afdekken met folie.

Na het plaatsen van de zonnecollector op de plaats van verdere gebruik, moeten de plastic flessen zwart worden geverfd voor een efficiëntere absorptie van zonnestralen.

Bij het zwart verven neemt het absorptievermogen van het plastic toe en verbetert de efficiëntie van het verwarmen van het water.

Het is beter om matte verf te gebruiken en deze aan te brengen door te spuiten uit een spuitbus. Het enige dat overblijft is de kast af te dekken met glas, waardoor de luchtdichtheid wordt verhoogd, en deze aan te sluiten op het systeem voor koudwatertoevoer en het systeem voor afvoer van het voor gebruik gereed zijnde warme water naar een opslagtank.

Uit de praktijkervaring is bekend dat plastic slecht bestand is tegen hoge temperaturen, die leiden tot vervorming. Op heldere zonnige dagen kan de temperatuur van het verwarmde water boven de 65 graden uitkomen, wat leidt tot vervorming van het plastic.

Daarom kunt u beter afzien van extra afdichting van de kast met glas, of het alleen gebruiken bij bewolkt weer.

Methode met circulatie van opgewarmd water

Het systeem van de zonnecollector is vergelijkbaar met de eerste variant, maar heeft een aantal constructieve verschillen.

Voor het maken van de collector zijn de volgende gereedschappen en materialen nodig:

• PVC-buis met een diameter van 20 mm, met bochten en T-stukken;
• Rollerbuissnijder;
• Afschuiningssnijders;
• Primer (reinigingsmiddel);
• Plastic flessen;
• Tetrapakken van melk of sap;
• Stanleymes;
• Karton;
• Thermobestendige matte zwarte verf;
• Opslagtank.

Voor de montage heeft u een PVC-buis met een diameter van 20 mm nodig. Het horizontale deel van de buis dient u in stukken te snijden, waaraan door middel van koudlassen bochten en T-stukken worden bevestigd. Het onderste deel van de zonnecollector ziet er precies hetzelfde uit. Uiteindelijk krijgt u een gesloten systeem, maar alles op zijn beurt.

Kenmerken van het lijmen van PVC-buizen

Voor een kwalitatieve snede kunt u beter een buizensnijder gebruiken die is uitgerust met rollen. Na het snijden moet de binnenkant van de buis worden afgeschuind met speciale afschuinbeitels.

Na het meten van de diepte van de T-stukken en bochten moet u op het uiteinde van de aan te sluiten buis een markering aanbrengen en de uiteinden van de buizen en fittingen behandelen met primer (reinigingsmiddel).

Dankzij de soepele beweging van het snijgedeelte voorkomt de rollerbuissnijder vervorming van de doorsnede en het ontstaan van bramen aan de rand tijdens het snijden.

De volgende stap is het aanbrengen en verdelen van lijm op het buitenste deel van de buis en het binnenste deel van de fitting. De lijm moet met een kwast worden aangebracht, waarbij de grootte ervan kleiner moet zijn dan de diameter van de buizen. Vervolgens plaatst u de buis in het voorbereide T-stuk of de bocht en draait u deze een kwartslag om de lijm gelijkmatig te verdelen.

Houd er rekening mee dat het inlijmen van één bocht of T-stuk niet langer dan 30 seconden mag duren. Na het fixeren moet u de overtollige lijm verwijderen.

Procedure voor het maken van een zonnecollector

Na het voorbereiden van de bovenste buis en het bevestigen van de verticale buizen, kunt u beginnen met het voorbereiden van de plastic flessen. In het getoonde model van de zonnecollector zijn er 4 verticale buizen van 105 cm lang. Op een dergelijke buislengte kunnen 5 plastic flessen worden geplaatst. Dat betekent dat voor de montage van de collector 20 identieke plastic flessen nodig zijn.

Van elke fles moet de bodem worden verwijderd. Hiervoor maakt u een eenvoudige sjabloon van een opgerold stuk karton van 30 cm lang. Met behulp van de sjabloon en een stanleymes verwijdert u de bodem van de flessen. Na het voorbereiden van de flessen kunt u beginnen met het maken van de absorber, die de zonne-energie zal absorberen.

Het gebruik van een eenvoudige kartonnen sjabloon maakt het mogelijk snel te snijden en flessen van gelijke grootte te verkrijgen.

Als absorber gebruiken we gebruikte tetrapakken van sap of melk. Ze moeten worden doorgesneden, grondig gewassen en gedroogd. Om hun absorptievermogen te verbeteren, moet u zwarte matte verf aanbrengen. De eenvoudigste manier is om dit te doen met verf uit een spuitbus door middel van aerosolspray.

Het achtereenvolgens rijgen van plastic flessen maakt het gemakkelijk om er opgevouwen tetrapakken in te plaatsen.

Na het voorbereiden van de flessen en tetrapakken kunt u beginnen met het monteren van het zonneapparaat. Eerst moet u een plastic fles met de hals naar voren op de verticale buis rijgen en er een tetrapak in plaatsen. Op dezelfde manier worden alle flessen op de verticale buizen geregen, die vervolgens moeten worden verbonden met de T-stukken en ellebogen van de onderste buis, vergelijkbaar met de bovenste.

Om de gemaakte zonnecollector stijfheid te geven, moet u er een steun voor maken.

Een gewoon houten paneel geeft de constructie stijfheid en maakt het gemakkelijk om de zonnecollector naar de plaats van gebruik te verplaatsen.

U kunt de collector, net als in het eerste geval, in een houten kist plaatsen, maar het is niet langer nodig om deze te isoleren. Omdat elk van de plastic flessen een soort kleine geïsoleerde reservoir is dat, van binnenuit opwarmend, de warmte overdraagt aan het water dat door de buizen circuleert.

Kenmerken van plaatsing en aansluiting

Voor een maximaal mogelijke absorptie van zonnestralen moet de collector op het zuiden worden gericht. Een kleine hellingshoek van 10-15 graden is voldoende om de collector effectief te laten werken bij vrijwel elke stand van de zon.

Het onderste deel van de buis moet worden aangesloten op het onderste deel van de opslagtank, en het bovenste deel ongeveer op het middengedeelte. Het koude water uit de polymeertank zal via de onderste buis naar de collector stromen, waar het wordt verwarmd en via de bovenste buis naar de tank stijgt.

Op deze manier wordt natuurlijke circulatie van water door het zelfgemaakte systeem gerealiseerd. Om een hoge intensiteit van de watercirculatie te garanderen, moet de tank iets boven de zonnecollector worden geplaatst op een afstand van minimaal 0,3 m ervan.

Bij een correcte aansluiting van de zonnecollector op de opslagtank wordt natuurlijke circulatie van water gegarandeerd.

Houd er rekening mee dat bij het binnenkomen van koud water in de tank vanuit het waterleidingsysteem actieve vermenging plaatsvindt, wat de werking van de collector vermindert. Dit kan worden voorkomen door de inlaat in de tank uit te rusten met een turbulente verkleiner, die bestaat uit een afgedichte buis met meerdere gaten.

Het water stroomt soepel door de verkleiner, waardoor het koude water in de onderste lagen kan blijven, vanwaar het wordt opgenomen in de zonnecollector.

Het gebruik van een turbulente verkleiner helpt vermenging van koud en warm water in de opslagtank te voorkomen.

Het is duidelijk dat een zonnecollector alleen overdag bij zonnig weer water kan verwarmen. Daarom is het belangrijk om het warme water te bewaren voor gebruik overdag en 's avonds. Hiervoor moet u de opslagtank isoleren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video 1. Zo ontstonden de eerste zonne-energiesystemen van plastic flessen:

Video 2. Een vrijwel gratis apparaat voor waterverwarming in werking:

Een zonnecollector van plastic drankflessen is een goedkope oplossing voor warm water. Maar bij langdurig slecht weer, vooral in de lente en herfst, is het raadzaam om een verwarmingselement in de opslagtank te installeren. In dat geval wordt de zonnecollector onderdeel van een compleet systeem waarmee u onder gunstige omstandigheden geld kunt besparen.

Vertel ons over uw ervaring met het bouwen van een zelfgemaakt zonne-energiesysteem van plastic flessen. Het is mogelijk dat u informatie en constructievarianten heeft die nuttig kunnen zijn voor bezoekers van de site. Plaats opmerkingen in het onderstaande blokformulier, stel vragen, deel foto's en nuttige informatie.