Другие инструкции по солнечному воздушному отоплению

Собираем cолнечный коллектор из банок из-под газировки

Грег Уэст

Материал подготовлен на основе перевода PDF файла.

В этом солнечном коллекторе в качестве абсорбера используются переработанные алюминиевые банки из-под газировки. Банки с вырезанными верхушками и донышками собираются в вертикальные трубы, через которые проходит воздух. Окрашенные в черный цвет банки сильнее нагреваются на солнце, и солнечное тепло передается через воздух, поднимающийся по трубам.

Я проделывал отверстия фрезой при помощи вертикального сверлильного станка, что само по себе стало полезным опытом. Чтобы набить руку, мне потребовалось некоторое время, а несколько банок чуть не попали в меня.

Вы удивитесь, как быстро пила может вырвать вещь прямо у вас из рук. Поэтому безопасность – прежде всего. Надевайте защитные очки и кожаные перчатки, а под них – несколько матерчатых перчаток. Банки быстро нагреваются, когда из них вырезают верхушки и донышки.

По впускному коллектору внизу воздухонагревателя воздух из помещения поступает во все трубы из банок. В выпускном коллекторе наверху собирается нагретый воздух, который выходит обратно в комнату. Сочетание равномерного поступления воздуха в коллектор и большой площади теплопередающей поверхности, которую образуют банки, способствует эффективности солнечного воздухонагревателя. Кроме того, мой коллектор имеет поликарбонатное покрытие «Твинуолл» (Twinwall) – вид двойного покрытия, сокращающий теплопотерю и, таким образом, повышающий эффективность работы прибора.

Итак, давайте начнем с самого начала. Прежде всего, мне хотелось бы поблагодарить парня, который зарегистрирован на Ютьюбе (YouTube) под ником «my2cents0». Он направил меня на венгерский Интернет - ресурс, где я нашел инженера, которого знаю только как Золи. Вообще Золи лучше говорит по-французски, чем по-венгерски. Я благодарю этого человека за его невероятное терпение ко мне. Я достал его до смерти за почти три месяца работы над этим проектом, пока не убедился, что я все сделал правильно.

Краткое описание

На столе вы видите мои банки, герметично склеенные друг с другом и соединенные с верхним и нижним коллекторами. Размеры моей теплообменной панели – 17 банок в ширину и 17 в высоту. Именно столько мне удалось втиснуть в изолированную коробку из полиизоциануратовой изоляционной плиты (полиизо) размером 4×8 футов (1,21×2,43 м). Таким и будет наружный размер воздухонагревателя. Длина крышек коллекторов составляет 44,5 дюйма (около 1,11 м), а их краев – 0,5 дюйма (1 см).

Отверстия в гребенке я сверлил диаметром 54 мм с расстоянием между их центрами 66 мм. В итоге я обнаружил, что трубы из банок слишком плотно прижаты друг к другу. Может быть, при 67-миллиметровом расстоянии между центрами отверстий этой трудности не возникло бы. В таком случае промежуток между краями отверстий составит 11-12 мм – так, думаю, трубы разместятся свободнее. В следующем коллекторе я сделаю 67-миллиметровое расстоянии между центрами отверстий. Отступите 10 мм от ободка на верхушке банки, выполните разметку и просверлите отверстие. Отверстия в донышках я делал диаметром 44 мм, а в верхушках – 51 мм. С верхушками нужно быть очень осторожными – фреза почти такого же диаметра, какого должны быть отверстия, и места для ошибки нет.

Делаем трубы из банок

Сначала я сделал несколько деревянных колодок для того, чтобы зафиксировать банки во время работы на вертикальном сверлильном станке.

Я пользовался маленькой фрезой, чтобы начать делать отверстие, которое по диаметру должно занимать один из краев банки. После этого, верите вы или нет, я вставил маленькую фасонную фрезу с прямолинейными режущими кромками в вертикальный сверлильный станок и расширял отверстия до нужной величины.

Если у вас твердая рука, вырезайте на вертикальном сверлильном станке с нажимом – это очень легко сделать. Обратите внимание на мой удлинительный рычаг – нажим создает пружина от двери решетки. Боже мой, нужда-то действительно всему научит! Я вырезал колодки из огромной заготовки – двух склеенных деревянных брусьев размером 1x4 дюйма (25,4 мм x 101.6 мм). Эти колодки я потом обрезал до размера, которым удобно пользоваться.


Вот колодка для верхушек банок. Внутренняя кромка должна быть более плоской и иметь выемку на глубину, чтобы плотно удерживать банку в том месте, где она расширяется от ободка к основной части. Такой же держатель я изготовил и для донышек банок.


После всех этих трудностей я обнаружил, что проще просверливать верхушки и донышки банок, просто поставив их в удобный держатель, как показано на картинке, а работу выполнять вручную. Вот тут-то и пригодятся кожаные и матерчатые перчатки. Как я и говорил, 51-миллиметровая фреза вплотную входит в пространство внутри ободка банки. Здесь вам нужно быть очень осторожными – именно в этом месте вы, скорее всего, промахнетесь. Я поставил станок на среднюю скорость и пользовался пилами Ленокс (Lenox). Банка может немного вращаться, это не мешает работе. Одним пальцем прижимайте банку за верхушку близко к пиле, а остальными держитесь за колодку. Банки будут быстро нагреваться.

Вырезайте донышки банок 44-миллиметровой фрезой. После первых нескольких банок это будет получаться влегкую. Помните, что если банка будет немного вращаться, этому не нужно мешать. Если вы слишком прижмете банку, то пила замнет ее внутрь колодки. В таком случае банка испортится – металл погнется, и на нем обязательно появятся мельчайшие трещины, хотя их можно и не увидеть. Для примера я загрунтовал одну из банок.


Кольцо, которое вы видите вокруг банки, при использовании воздухонагревателя станет трещиной из-за расширения и сужения металла под воздействием смены температур. Банки из-под газировки всего 10 микрон в толщину, и треснуть они могут очень быстро.


Несколько банок с вынутыми верхушками и донышками.


Я использовал поливинилхлоридную трубу длиной 3 дюйма (76 мм), разрезанную пополам вдоль, чтобы фиксировать трубы из банок, пока затвердевает герметик. Советую купить концевую пробку, разрезать ее пополам и приклеить к трубе. В следующий раз я так и сделаю. Думаю, сбитые гвоздями доски размером 3x4 дюйма (76 мм x 101.6 мм) так же хорошо подойдут, но сам еще не пробовал.


Вот фотография того, как я делал трубу из банок. Я просто наносил силиконовый герметик вокруг нижнего отверстия банки и прижимал склеенные банки в поливинилхлоридной трубе. Одним пальцем я разглаживал место склеивания, а свободной рукой в это время поворачивал трубу из банок.

Слева вы видите почти готовую трубу в поливинилхлоридном держателе. Одна ваша рука спокойно лежит на предпоследней банке в ряду, пока другая большим и указательным пальцами поворачивает склеенные банки.


Кирпичи нужны для того, чтобы придавить банки, покрытые силиконовым герметиком. Я работал в своей гостиной, потому что в моем магазине было слишком холодно. Если слегка наклонить трубу, кирпич будет давить с достаточной силой, чтобы удержать все на своих местах, пока герметик не схватится. Я пользовался этим методом, пока у меня не получилась батарея из 17-ти банок в высоту и 17-ти в ширину. Вот вы и сделали пучки труб. Если ваш воздухонагреватель по размеру не 4 x 8 футов (1,21 м x 2,43 м), определите подходящее количество и длину труб из банок.


Делаем впускной и выпускной коллекторы

Рисунок 1
Впускной коллектор равномерно направляет воздух в трубы из банок (чертеж Золи)


Сначала я взял материал для гребенки размером 1x4 дюйма (25,4 мм x 101.6 мм) и вымерил размеры, которые Золи указал в своей модели в программе СкетчАп (SketchUp). Я сделал пробную гребенку, чтобы убедиться, что детали подходят друг к другу. Она оказалась узкой. Так как в Великобритании все измеряется в метрической системе мер, то я пошел тем же путем. Самая подходящая к размеру банок фреза, которую я смог найти – 54-миллиметровая. По чертёжам отверстия должны быть 55 мм в диаметре, а расстояние между их центрами – 66 мм. Я отступил 10 мм от края гребенки и сделал разметку. Думаю, увеличение расстояния между центрами отверстий до 67 мм не повредит чертежу гребенок, ведь места для этого вполне достаточно.

Я закрепил ненужный материал размером 1x4 фута (30,5 см x 1 м 22 см) под будущую гребенку и вырезал отверстия вручную. Это хорошо получилось. На фото показано, как вырезают вручную. Будьте очень осторожны.


После того, как все это было сделано, я соединил систему труб из банок с верхней и нижней гребенками и изолировал соединения герметиком.

Не бойтесь наносить много герметика, но следите, чтобы он не перекрывал воздушные пути. Измерьте полученное изделие и вырежьте плоские алюминиевые пластины, которые составят переднюю, заднюю и нижнюю части впускного коллектора. Размеры его корпуса должны составлять примерно 6,75 дюймов (171.4 мм) в высоту, 44,5 дюймов (1,11 м) в ширину и 3,5 дюймов (89 мм) в глубину. Общая конструкция – трубы из банок и коллекторы – должна плотно помещаться в полиизоциануратовый корпус размером 4 × 8 футов (1,22 м x 2,44 м).


На фото сверху новая модель впускного коллектора с разделителями воздуха и концевыми пробками, которые мне пришлось делать самому.


Эти детали я сделал из алюминиевого обрамления в рулонах. По краям нужно сделать полукруглые вырезы, чтобы они подходили к краям коллекторов.


Делаем Торцевые заглушки

Я делал это на столе отрезного станка и использовал струбцины и правило. Согните лист и постучите по его краю молотком, и он выровняется.


Покраска и конечная сборка

Вот фотография покрашенной теплообменной панели. Выполняйте покраску снаружи дома или магазина, в котором вы работаете.


Корпус теплообменника должен быть отражающим, чтобы отбрасывать все попадающие на него солнечные лучи на теплообменник.


Фото впускного устройства с крышкой, которые я сделал из алюминия, и прикрепленная к нему 6-дюймовая (152.4 мм) соединительная часть воздуховода (фитинг).


Фото выпускного устройства. Как вы видите, в качестве образца у меня был только чертеж (фотография) простых воздухоотражателей. Золи сказал, что ему понравилась моя работа.


Фототеплообменника, 3-дюймовой (76.2 мм) трубы и банок.


Несколько фотографий корпуса

Я покрыл всю поверхность и внутренние углы полиизоциануратовой плиты алюминиевой лентой.

Затем я обработал силиконовым герметиком все края скотча со внутренней стороны корпуса, чтобы быть уверенным, что они не отклеятся – я уже сталкивался с такими случаями.

Внешние поверхности корпуса защищены от атмосферных воздействий алюминиевым обрамлением.


Фото коллектора в корпусе. Здесь можно увидеть отражение света от задней части корпуса


А вот фото коллектора на боку в моем магазине.

И готовый коллектор внизу. Рейка, которую вы видите посередине, нужна для того, чтобы предохранять панель от расширения при нагревании более, чем на 6 футов (1,82 м). Кроме того, в конструкцию входят алюминиевые бруски размером 3 x 8 дюймов (76 мм x 203 мм), которые поддерживают двойную поликарбонатную панель, не давая ей согнуться при нагревании.

Коллектор может быть установлен в помещении, а также горизонтально или вертикально на южной стороне вашего дома, где будет прекрасно работать.

Во время единственного теста, который я пока провел с помощью Гэри, коллектор лежал задней стороной на строительных козлах, с покрытием, закрепленным несколькими быстродействующими зажимами. Результаты оказались многообещающими – производительность прибора составила 91 фута3 (2,6 м3) в минуту при нагреве на 60 F (15,5˚ C). Я хотел бы, чтобы производительность поднялась до 100 фута3 (2,8 м3) при нагреве примерно на 50-55 F (10-12,78˚ C), но для этого необходим более мощный и громкий вентилятор, а значит – и какой-нибудь глушитель.

Еще одно замечание по поликарбонатной плите. Сотрудники «Текс Сапплай» (Tex Supply) посоветовали мне обязательно вырезать ее по всему периметру на полдюйма короче, чем рама коллектора, потому что при нагревании она расширится. Она действительно расширилась, причем сильно. Чтобы герметично приклеить покрытие к панели, я использовал пенополиуретан – на случай, если бы в дальнейшем что-то пошло не так, я легко мог бы снять покрытие.

Неплохая панель для первого раза, не дождусь, пока сделаю следующую.

Грег

5 сентября 2010 года

Вы можете задать Грегу вопросы по электронной почте gwest77 AT comcast DOT net (поставьте @ вместо AT и точку вместо DOT)

Интернет-ресурсы о баночных коллекторах:

Сайт Золи... (на венгерском языке – используйте Google Translate (гугл переводчик) для перевода)

Собранная Гэри коллекция ссылок, посвященных коллекторам из банок из-под газировки...

Перевод Анны Лесогор (Linguist-85)

На главную