Как да отопляваме къщата без електричество или батерии? Слънчевите топлинни колектори са добър допълнителен източник на отопление, който може да осигури на хората топлина за домовете им, когато грее слънце. Слънчевите колектори са подобни на кутия структури, които улавят енергията от слънцето и я превръщат в използваема енергия за отопление. Вътре в колектора слънчевата енергия просто се преобразува в използваема топлинна енергия.
От предната страна на слънчевите колектори се използва прозрачен панел или остъклен материал, обикновено поликарбонатен лист. Единичното/двойното стъкло са обърнати към слънцето и пропускат слънчевата светлина в колекторната кутия. От вътрешната страна на колектора, кутията е топлообменник или абсорбатор.
Топлообменникът или абсорберът е отговорен за прехвърлянето на топлината на слънцето в използваем топлинен източник на топлина. Топлообменникът е окачен или прикрепен вътре в колекторната кутия и трябва да бъде покрит с черна боя, устойчива на висока температура.
Този проект обхваща изграждането на изцяло самостоятелен слънчев въздушен нагревател, който не използва никакво захранване от мрежата. Устройството изтегля студения въздух от стаята и изпуска горещия въздух в стаята с помощта на 2 безчеткови вентилатора със 7 лопатки от 5 V. Тези вентилатори се захранват от 16-ватов аморфен соларен панел. И двете всмукателни и изпускателни тръби са с диаметър 12 см.
Стъпка 1: изработка на колектораната кутия
Кутията за слънчевия въздухоотоплител е изработена от листове от алуминиева сплав. Размерите на кутията са 230 см височина и 61 см ширина. Използваме 2.5 см фланец и метална спирачка за огъване, за да огънем алуминия и да направим страните на кутията. Горната и долната капачки са огънати, за да паснат на горната и долната част на кутията.
Следващата стъпка е закрепването на алуминиевата кутия отгоре и отдолу. Процедурата включва използване на свредло с по-малък диаметър като пилот и след това пробиване до крайния размер за нита само след като двете части са свързани заедно. Частите се държат заедно чрез крепежни елементи Cleco. Функцията на Cleco е временно да държи материала в точната позиция по време на производствения процес.
Две 13 см дупки се изрязват в горната и долната част на кутията. Всмукателните и изпускателните тръби за двата слънчеви въздухонагревателя са произведени от едно парче 13-см HVAC камера. Те се поставят и закрепват в дупките с помощта на строително лепило.
Как да изградим пасивна слънчева оранжерия и защо
Гърбът на кутията е изолиран с помощта на два листа от 1 см пенопласт. Един лист пяна е монтирана отстрани. За рязане на листовете се използва пневматична въздушна пила.
Ние монтираме термостат с бързодействащо действие във вътрешността на изпускателния колектор, като постоянно следим температурата на въздуха, който се вкарва в жилището. Всмукателният и изпускателният колектори трябва да гарантират, че целият въздух преминава през вътрешността на кутиите, затова е важно да има добро уплътнение на всяка кутия. Това също означава, че самият колектор трябва да уплътнява добре вътрешността на топлинната кутия.
Девет дупки са изрязани на два листа шперплат от 1 см, за да направят всмукателния и изпускателния колектор. Тези колектори са закрепени на място към кутиите с помощта на PL строителни лепила.
Стъпка 2: покритие ка колекторната кутия – как да отопляваме къщата без електричество
Черната боя помага да се абсорбира топлинната енергия от слънцето. Много е важно да използвате черна олеум боя (спрей) вътре в колекторната кутия. Ако боята има отразяващо покритие, тя ще отразява слънцето обратно извън колектора, което води до загуба на потенциална енергия. Той помага за улавянето на тази топлинна енергия, вместо да я отразява от колектора.
След като слънчевата светлина проникне в колекторната кутия през стъклото, топлообменният материал и черната боя ще абсорбират тази топлина и ще започнат да затоплят въздуха вътре в колектора. Когато въздухът вътре в колектора и около абсорбера се затопли, той ще се разшири и ще се издигне. Разширяването на топлия въздух естествено ще създаде конвекционен поток.
Докато въздухът вътре в колектора се издига, той ще продължи да поема топлина чрез триене с абсорбера. На въздуха, преминаващ над и през абсорбера, се дава повече възможност да получи топлина чрез триене в повърхността, която се нагрява от слънцето.
Стъпка 3: инсталиране на вентилационните отвори
Сега, когато въздухът е топъл, набира топлина и се нуждае от начин да се движи през колекторната кутия, ние инсталираме два вентилационни отвора на гърба на слънчевия колектор, обърнати към стаята или пространството, което искаме да отопляваме. През вентилационния отвор в горната част на колектора нагрятият въздух се движи в дома. А отдушникът в долната част позволява на по-хладния въздух да се върне обратно в колектора.
Наличието на отвор за връщане на въздуха в долната част и отвор в горната част на слънчевия колектор позволява естествения процес на конвекция. Въздухът вътре в колектора поема топлина от абсорбера и естествено иска да се издигне нагоре и да излезе от колектора. Естествената сила на издигане на въздуха ще предизвика конвекционен поток, който ще изтегли по-хладния възвратен въздух от стаята или климатичното пространство в дъното на колекторната кутия.
Колекторът създава конвекционен поток вътре в стаята. Той премахва по-хладния плътен въздух от дъното на помещението и го отвежда през колектора, където е топъл, и след това извежда нагрятия въздух от захранващия канал обратно в стаята.
9 реда от 17 кутии от газирани напитки (общо 153 кутии от 355 мл) се използват за колектора. Алуминиевите кутии са боядисани с черна боя, за да се гарантира, че цялата слънчева светлина се абсорбира и не се отразява. Освен това има 13 см всмукателен и изпускателен колектор в долната и горната част на устройството. Това гарантира, че целият въздух преминава през вътрешността на алуминиевите кутии.
Стъпка 4: изграждане на топлообменника – как да отопляваме къщата без електричество
За да увеличим максимално преноса на топлина от слънцето към въздуха в дадено пространство, трябва да изградим по-добър топлообменник. Слънчевите системи за въздушно отопление използват въздуха като работно средство за абсорбиране и пренос на слънчева енергия. Преносът на топлина от едно място на друго по дефиниция е топлообменник.
Когато слънцето нагрява метала, горещият метал загрява въздуха, циркулиращ върху метала на топлообменника. Работата е да улови радиацията от слънцето и да прехвърли тази топлинна енергия във въздуха чрез кондуктивен топлопренос. Изходът за пренос на топлина зависи от повишаването на температурата и въздушния поток.
За да минимизираме загубата на топлина през плексигласа, поддържаме температурата на абсорбера толкова ниска, колкото обикновено е възможно. Колкото по-хладен е абсорберът, толкова по-малко топлина ще се загуби от стъклото. Начин да поддържате абсорбера по-хладен, докато извличате същото количество енергия от слънцето, е да увеличите въздушния поток.
Стъпка 5: инсталиране на въздушните тръби
Слънчевите въздушни тръби се държат здраво вътре в кутията с помощта на две 1/16-ти см алуминиеви екструдери. Те упражняват лек натиск върху кутиите, като ги държат здраво към гърба на нагревателната камера. Върху кутията се нанасят три отделни слоя черна остатъчна олеум боя за висока температура в рамките на 60 минути.
Стъпка 6: подобряване на проводимостта
За да подобрим проводимия топлопренос без значително намаляване на въздушния поток, ние нарушаваме въздушния поток в слънчевите въздушни тръби. В някои от алуминиевите кутии се поставят четири дупки, за да се създаде преграда, която увеличава турбуленцията. Тези прегради се поставят равномерно върху тръбите, за да разпределят въздушния поток. Поставяме първите преградни кутии на втория ред отдолу с намерението да нарушим въздушния поток по-рано. Втората преграда ще бъде разположена в 10-та кутия.
За да подредим празните кутии, ние правим носеща конструкция с V-образна форма на монтажна тава, като използваме остатъчна дъска. Кутиите са залепени заедно с помощта на строително лепило PL Premium, което е водоустойчиво, не се свива и може да се боядисва. Кутиите от безалкохолно се поставят върху тавата за зареждане и бавно се въртят, за да се разпредели равномерно строителното лепило. „V“ каналът, направен от дъски, държи кутиите идеално прави.
Стъпка 7: монтиране на плексигласа – как да отопляваме къщата без електричество
Прозрачното силиконово лепило ще бъде основният метод за залепване на плексигласа към слънчевия нагревател. След прецизно позициониране на стъклото върху нагревателната камера, използвахме 1/8 см пилотно свредло, за да преминем през плексигласа. Една пълна силиконова тръба се използва около периметъра преди поставянето на стъклото.
Инсталираме 2 16 W канални изпускателни вентилатора Sailflo с капацитет от 4 кубични метра в минута за въздух. Те се захранват от малък слънчев панел. Единият издухва въздух в камерата, а другият изсмуква въздуха. Това помага да се преодолее допълнителното вътрешно съпротивление на въздушния поток, вградено в дизайна.
Стъпка 8: монтиране на готовият соларен въздушен колектор
Завършеният слънчев въздушен колектор е монтиран навън с южно изложение, за да се увеличи максимално излагането на слънце. След като слънчевият въздушен колектор е монтиран навън, ние поемаме повишаването на температурата между входящия и изходящия въздух, докато пренасяме 4 кубически метра въздух на минута от вентилаторите. За да изчислим количеството пренос на топлина, ние умножаваме пренесения въздух и повишаването на температурата с коефициент 1,08.
Следете ни в нашата Фейсбук страница за още полезни неща!
Източник и снимки: practicalsurvivalist.com
