Coletor solar de garrafas de plástico: um guia passo a passo para a montagem do Helio

O conceito de energia alternativa para muitos proprietários de casas e chalés particulares está associado a painéis solares caros, moinhos de vento ou bombas de calor. Ninguém nem imagina que em apenas algumas horas, por apenas um centavo, você pode construir um coletor solar a partir de garrafas de plástico para fornecer água quente durante a estação quente.

Diremos a você como criar um sistema eficaz para a preparação de água sanitária a partir de resíduos. Em nosso artigo, você encontrará uma descrição detalhada dos projetos e métodos dos sistemas de fabricação cuja operação foi testada na prática. Com base em nossas recomendações, você pode montar facilmente um dispositivo útil em casa.

As especificidades do uso de coletores solares

A principal diferença entre o coletor solar e os vários tipos de geração de calor sistemas solares consiste na natureza cíclica do trabalho. Em outras palavras, na ausência do sol, não haverá energia térmica.

Obviamente, no escuro, o desempenho de um suprimento autônomo de água quente com um coletor solar é reduzido a zero. A produção de calor pelo coletor solar é determinada pela duração da luz do dia, que depende da latitude geográfica e da época do ano.

Um coletor solar caseiro resolverá não apenas a questão do fornecimento de água quente em casa, não conectada às redes centrais, mas também os problemas de aquecimento

As características climáticas da área também têm um impacto significativo no nível de produtividade do coletor solar. Se a área é caracterizada por nevoeiros frequentes ou o sol geralmente se esconde atrás das nuvens, o desempenho do coletor solar é significativamente reduzido.

No entanto, neste caso também coletor solar para aquecimento e / ou o aquecimento da água permanece efetivo devido à capacidade de capturar até raios dispersos.

Características de projeto e princípio de operação

O elemento principal da versão padrão do coletor solar é um adsorvedor na forma de uma placa de cobre com um tubo. A placa aquece rapidamente sob a influência da luz solar, transferindo calor para o tubo e o líquido nele. Devido à circulação livre ou forçada, o calor recebido é transportado por todo o sistema.

Sob a influência da luz solar, uma placa de cobre é aquecida, da qual o calor é transferido para o líquido de refrigeração no tubo

Para aumentar a eficiência do adsorvedor deve ser dotado das propriedades físicas necessárias. Antes de tudo, é necessário aumentar a capacidade de absorção do adsorvedor e minimizar o reflexo da luz solar. A solução mais simples é aplicar tinta preta ao adsorvedor.

Para aumentar a eficiência do adsorvedor, ele deve ser coberto com vidro transparente. O vidro comum reflete parte dos raios do sol.

É melhor usar vidro especial com baixo teor de ferro ou usar revestimento anti-reflexo. Para evitar a contaminação do vidro, a caixa do coletor solar deve ser selada.

Apesar das muitas maneiras de melhorar o desempenho e aumentar a produtividade do coletor solar, no entanto, devido a imperfeições no design, esse indicador está longe de ser o ideal. Dado o princípio do coletor solar e os métodos para aumentar sua eficiência, tentaremos criar um modelo primitivo e barato a partir de materiais improvisados.

Montagem da unidade a partir de materiais improvisados

Além do baixo custo e da facilidade de montagem, a opção de garrafas plásticas difere dos sistemas solares padrão, pois os coletores solares planos não funcionam bem de manhã e à noite.

O formato convexo das garrafas proporciona uma penetração quase vertical dos raios, mesmo durante o pôr do sol e o amanhecer, garantindo assim a eficiência do dispositivo, tanto de manhã quanto à noite.

Devido à forma convexa das garrafas de plástico, o dispositivo, mesmo na posição horizontal, é capaz de captar os raios do sol nascente e poente

Existem várias maneiras distintas de construir um sistema perfeitamente funcional para produzir água quente a partir de garrafas plásticas:

• O coletor solar desempenha o papel de um tanque de armazenamento, no qual a água é aquecida e depois drenada;
• O coletor solar é conectado ao tanque de armazenamento para garantir o aquecimento da água e sua circulação natural;
• Garrafas de plástico do coletor atuam como reservatório de água;
• Garrafas de plástico desempenham o papel de recipientes fechados para reter o calor.

Além disso, os coletores solares podem variar em seus recursos de design. Antes de tudo, isso se deve tanto ao método de fixação das garrafas quanto às formas de localização.

A opção com o acúmulo de água aquecida

Para fazer um coletor solar, você precisará tubo de polipropileno com um diâmetro de 50 mm, ao qual serão conectadas garrafas de plástico, cujo número é determinado pelo diâmetro do tubo. Para o modelo, foram tomadas 15 garrafas plásticas, portanto a capacidade de trabalho do coletor solar era de 30 litros.

As juntas entre as garrafas e o tubo de propileno são revestidas com selante de silicone para evitar vazamentos de água.

Para conectar as garrafas em um único sistema em um tubo de propileno projetado para água quente, é necessário fazer furos. A solução ideal foi usar uma broca em madeira com um diâmetro de 26 mm.

Com essas dimensões, a densidade máxima da conexão é garantida e a garrafa é parafusada com força no orifício através da rosca. Para garantir a máxima vedação da junta, as juntas podem ser revestidas com selante de silicone, mas é melhor usar adesivo hot melt.

Para obter o efeito de vasos comunicantes na parte superior de cada garrafa, é necessário fazer orifícios com um diâmetro de cerca de 2 mm.

Depois de conectar as garrafas, um encaixe é cortado em um lado do tubo, que mais tarde será conectado ao suprimento de água para fornecer água. Por outro lado, uma torneira deve ser inserida através da qual a água aquecida se fundirá no tanque de armazenamento.

No entanto, sob o peso da água cheia, esse dispositivo para uso doméstico energia solar pode perder sua integridade. Portanto, será a caixa apropriada do dispositivo. Para isso, você precisa de uma placa com uma largura de 150 mm.

Para aumentar a eficiência do coletor solar, na parte inferior da caixa, você pode colocar poliestireno ou poliestireno expandido com uma espessura de 50 mm e cobrir com papel alumínio.

Depois de instalar o coletor solar no local de sua operação posterior, as garrafas de plástico devem ser pintadas de preto para uma absorção mais eficiente da luz solar.

Quando manchado de preto, a capacidade de absorção do plástico aumenta e a eficiência do aquecimento da água aumenta

É melhor usar tinta fosca e aplicar por pulverização a partir de uma lata de aerossol. Resta cobrir a caixa com vidro, aumentando assim sua estanqueidade e conectá-la ao sistema de suprimento de água fria e ao sistema de drenagem da água quente preparada para uso no tanque de armazenamento.

Por experiência prática, sabe-se que o plástico não tolera os efeitos de altas temperaturas, que levam à sua deformação. Em dias ensolarados, a temperatura da água aquecida pode exceder 65 graus, o que levará à deformação plástica.

Nesse sentido, é melhor recusar a vedação adicional da caixa com vidro em geral ou usá-la exclusivamente em tempo nublado.

Método com circulação de água aquecida

O sistema do coletor solar é semelhante à primeira opção, mas possui várias diferenças estruturais.

Para criar um coletor, serão necessárias as seguintes ferramentas e materiais:

• Tubo de PVC com um diâmetro de 20 mm com cantos e T;
• Cortador de tubo de rolo;
• Cortadores de cinzel;
• Primário (agente de limpeza);
• Garrafas de plástico;
• Tetrapaki feito de leite ou suco;
• Faca de papelaria;
• Papelão;
• Tinta preta fosca resistente ao calor;
• Tanque de armazenamento.

Para a instalação, precisamos de um tubo de PVC com um diâmetro de 20 mm. A parte horizontal do tubo deve ser cortada em pedaços nos quais cantos e T serão presos por soldagem a frio. A parte inferior do coletor solar será exatamente a mesma. No resultado final, obtemos um sistema fechado, mas primeiro as primeiras coisas.

Características da colagem de tubos de PVC

Para obter um corte de qualidade, é melhor usar cortador de tubosequipado com rodízios. Após o corte, é necessário chanfrar o interior do tubo usando ferramentas especiais de chanfro.

Após medir a profundidade dos T e dos ângulos, é necessário definir uma marca na extremidade do tubo a ser conectado e tratar as extremidades e os acessórios do tubo com um primer (agente de limpeza).

Graças ao movimento suave da peça de corte, o cortador de tubos de rolos permite evitar a deformação da seção transversal e a formação de rebarbas ao longo da borda durante o corte

O próximo passo será a aplicação e distribuição de cola na parte externa do tubo e na parte interna do acessório. A cola deve ser aplicada com um pincel, enquanto seu tamanho deve ser menor que o diâmetro dos tubos. Resta inserir o tubo no tee ou canto preparado e girá-lo um quarto de volta para uma distribuição uniforme da cola.

Observe que a colagem de um canto ou tee não deve demorar mais de 30 segundos. Após a fixação, é necessário remover os restos de cola.

Procedimento de fabricação do coletor solar

Depois de preparar o tubo superior e anexar os tubos verticais, você pode começar a preparar garrafas plásticas. No modelo apresentado do coletor solar, existem 4 tubos verticais com 105 cm de comprimento, 5 garrafas plásticas podem ser colocadas nesse comprimento do tubo.Ou seja, para coletar o coletor, você precisará de 20 garrafas plásticas idênticas.

De cada frasco, você precisa remover o fundo. Para fazer isso, faça um modelo simples com um pedaço de papelão de 30 cm de comprimento enrolado em um tubo.Use um modelo e uma faca de papelaria, remova o fundo das garrafas. Depois de preparar as garrafas, você pode começar a fabricar um absorvedor que absorve a energia solar.

O uso de um modelo simples de papelão permite cortar e obter rapidamente garrafas do mesmo tamanho

No papel de absorvedor, usamos tetrapacks usados ​​de suco ou leite. Eles devem ser cortados, bem lavados e secos. Para melhorar sua absorção, deve-se aplicar tinta preta fosca. A maneira mais fácil de fazer isso é com tinta spray.

A amarração seqüencial de garrafas plásticas facilita a colocação de tetrapacks dobrados nelas

Depois de preparar as garrafas e tetrapacks, você pode começar a montar o dispositivo solar. Primeiro, em um tubo vertical, você precisa amarrar uma garrafa de plástico com o pescoço para a frente e inserir uma tetrapack nela. Da mesma forma, todas as garrafas são amarradas em tubos verticais, que precisam ser conectados aos tees e cantos do tubo inferior, semelhantes ao superior.

Para dar rigidez ao coletor solar fabricado, é necessário apoiá-lo.

Um escudo de madeira convencional fornece rigidez estrutural e facilita o deslocamento do coletor solar para o local de uso

É possível, como no primeiro caso, colocar o coletor em uma caixa de madeira, mas não é mais necessário isolá-lo. Como cada uma das garrafas de plástico é uma espécie de pequeno tanque isolado, que, aquecendo por dentro, transfere calor para a água que circula pelos canos.

Recursos de posicionamento e conexão

Para a máxima absorção possível da luz solar, o coletor deve ser orientado na direção sul. Um pequeno ângulo de inclinação de 10 a 15 graus é suficiente para que o coletor funcione efetivamente em praticamente qualquer local do sol.

A parte inferior do tubo deve ser conectada à parte inferior do tanque de armazenamento e a parte superior - aproximadamente, à parte central. A água fria do tanque de polímero flui através do tubo inferior para o coletor, onde aquece e sobe através do tubo superior para o tanque.

Assim, será realizada a circulação natural da água através de um sistema caseiro. Para garantir uma alta intensidade de circulação de água, o tanque deve ser colocado logo acima do coletor solar, a uma distância de pelo menos 0,3 m dele.

Se o coletor solar estiver conectado corretamente ao tanque de armazenamento, é garantida a circulação natural da água.

Note-se que quando a água fria entra no tanque pelo sistema de abastecimento de água, ela é ativamente misturada, o que reduz a eficiência do coletor. Isso pode ser evitado equipando a entrada do tanque com uma caixa de velocidades turbulenta, que é um tubo entupido com vários orifícios.

A água flui suavemente através da caixa de velocidades, o que permite que a água fria permaneça nas camadas inferiores, de onde é atraída para o coletor solar.

O uso de um redutor turbulento ajuda a evitar a mistura de água fria e quente no tanque de armazenamento.

É óbvio que o coletor solar fornece aquecimento de água somente durante o dia em dias ensolarados. Portanto, é importante preservar a água quente para uso durante o dia e a noite. Para fazer isso, é necessário aquecer a capacidade de armazenamento.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo 1. Então apareceram os primeiros helio-sistemas de garrafas plásticas:

Vídeo 2. Dispositivo quase gratuito para aquecer a água em ação:

Um coletor solar de plástico para bebidas é uma solução barata para a produção de água quente.No entanto, em caso de intempéries prolongadas, especialmente na primavera e no outono, é aconselhável instalar um aquecedor no tanque de armazenamento. Nesse caso, o coletor solar se tornará parte de um sistema completo que, em condições favoráveis, economizará dinheiro.

Conte-nos sobre a sua experiência na construção de um sistema solar caseiro a partir de garrafas de plástico. É possível que seu arsenal contenha informações e opções de design que possam ser úteis para os visitantes do site. Escreva comentários no formulário abaixo, faça perguntas, compartilhe fotos e informações úteis.