ポリカーボネートソーラーコレクター

インターネット上で太陽熱温水器を製造するためのさまざまな技術と方法を見て、自分の経験を共有することにしました。コレクター表面のすべてのセンチメートルが熱水と直接接触しているため、このプロジェクトは非常に成功したと思います。さらに、テクノロジーを基盤として、適切なサイズのコレクターを簡単に構築できます。

プロジェクトコンセプト

ソーラーコレクターの本質は、貯水池からの冷水が重力によってコレクターに流れることです。加熱された水はチャンネルを通って上昇し、タンクに戻ります。したがって、自然循環は閉じたシステムで作成されます。
コレクターは、ポリカーボネートまたは他のプラスチックのシートでできており、内部に中空の正方形があり、それに沿って走っています。太陽光の吸収を増やし、コレクターの生産性（水加熱率）を高めるために、プラスチックを黒く塗ることができます。しかし、ここではシートがかなり薄いポリカーボネートで作られていることを覚えておくことが重要です。したがって、循環のない状態で強力に加熱すると、シートが軟化または変形し、水漏れにつながります。
また、このデバイスは、給湯を目的とした住宅施設への設置に適していないことにも注意してください。このパイロットプロジェクトは、夏のコテージに夏のシャワーを設置するのに適しています。

ツールと材料

必要なツールから：

• 円形および手鋸。
• 電気ドリル。
• ナイフ。
• ルーレット
• ドライバー
• シリコン接着剤用ガン。
• 建設ホッチキス。

コレクター材料：

• 中空チャンネル付きのポリカーボネートシート。
• チューブはABSプラスチックで作られています。
• チューブに4つのキャップ。
• 2½インチのホース付きプラスチック製ニップル。
• シリコーンシーラントのチューブ。
• 塗装が予定されている場合はスプレー缶。

フレームの材料：

• 合板1枚。
• 発泡スチロールシート。また、泡の正方形を使用することもできます。
• 断面が100×100 mmの木製の梁。
• プラスチックフィルム、粘着テープ。
• ボルト、ナット、ワッシャー、固定用ブラケット。

水循環を組織するための材料：

• 適切なタンクまたは水タンク。
• タンクを接続するには、庭のホースが必要になります。その長さは、収集装置自体からの水タンクの遠隔性に依存します。
• いくつかのホースクランプ。

明確にするために、温水コレクターの性能をテストするために、デジタル温度計を使用しました。

段階的なソーラーコレクターアセンブリ技術

まず、必要な寸法にポリカーボネートシートをカットする必要があります。私は1×2メートルのコレクターを作ることを計画し、この事実から進んだ。作業の順序は次のとおりです。

• ABSプラスチック製のパイプは、シートの幅と一致する長さに切断されます。私の場合、1メートルです。
• 2つのキャップの側面には、乳首用の穴を開ける必要があります。適切な直径のドリルがない場合は、丸いやすりで小さな穴を広げることができます。
  
• アダプターを取り付けたプラグをパイプに取り付けるには、写真に示すように半円形の穴を開ける必要がありました。
  
  
• 次に、テーブルソーを使用して、両方のチューブを切断して、C字型の断面を取得しました。
  
  
  この操作を実行するときは、注意して、ニップルアダプターの位置と必要な方向を考慮する必要があります。
  
• プラスチックパネルがキャップに入ることができるように、キャップにも同じカットを行う必要があります。
  
  
• すべての準備作業が完了したら、乾いたすべての部品を収集して適合性を確認し、必要に応じてフィッティングを実行する必要があります。
• すべての要素が取り付けられると、シリコン接着剤を使用して構造体が分解および再組み立てされ、すべてのジョイントがシールされます。シーラントでジョイントを潤滑することに加えて、組み立て後、すべてのジョイントの外側に少量のシリコンを塗布することをお勧めします。

シーラントが十分に乾燥するためには、組み立てられた構造物を約1日間静止させた後、漏れのチェックに進むことができます。これを行うには、ホースを入口アダプターと出口アダプターに接続し、そのうちの1つを水道に接続します。コレクターが水で完全に満たされた後、すべての継ぎ目と接合部の漏れをチェックします。漏れが検出された場合、水は排出され、乾燥後、問題のある接続は再封されます。
コレクターの生産性と効率を計算できるようにするには、コレクターのボリュームを調べる必要があります。これを行うには、コレクターからの水を容器に排出する必要があります。たとえば、私のパネルには7.2リットル（ホースを含む）が含まれています。

フレームの製造とパネルアセンブリ

原則として、コレクターは屋根または他の平らな固定面に置くことで既に使用できます。しかし、屋根から小屋を上げ下げするときの損傷の可能性を減らすために、プラスチックパネルのようなケースを作ることにしました。冬にはそれを取り除くことを考えているので、屋外シャワーを装備することにしました。
ハウジングの段階的な組み立てについて以下に説明します。

• 合板のシートは、組み立てられたコレクターのサイズにカットされ、両側に10 cmの入口があります（以前は、プラスチックシートをスプレーペイントで黒塗りしました）。
• ホースを接続するための継手の出力用に穴を開けました。
  
• 合板に厚さ50 mmの発泡スチロールを置きました。
  
• 発泡スチロールの上にプラスチック製のコレクターを置きました。
  
  
• パネルの四方から、木製のブロックが合板にねじ込まれ、一種のフェンスとして機能します。
• 上から、構造全体が高密度のプラスチックフィルムで覆われ、建設用ステープラーを使用してテープとブラケットで固定されました。

したがって、信頼性の高い「ケース」に入ったサーマルコレクターを受け取りました。これにより、プラスチックパネルが機械的ストレスから保護されます。
注意してください！私は普通の透明ポリエチレンを使用しましたが、写真では白く見えます-これらはまぶしさです。

システム充填

これで、コレクターに水を満たし、システムのパフォーマンスをテストできます。私は斜めに設置しましたが、タンク（空）は少し高くなっています。 1本のホースは下部の金具に接続し、2本目は上部の金具に接続します。システムを水で満たすために、下のホースを給水口に接続し、バルブを少し開いて、システムが徐々に水で満たされるようにしました。これは、水がすべての空気を徐々に移動させるために必要です。 2番目のホースから水が流れ始めたとき（コレクターが完全にいっぱいになったとき）、バルブを完全に開いて、残りの空気が水の圧力で逃げられるようにしました。私も水タンクを満たしました。
アウトレットホースを出る水の流れに気泡が観察されなくなったとき、水をブロックし、ホースの両端をタンク内の水に浸しました（空気がシステムに入らないように、常に水の下にある必要があります）。

太陽熱温水器のテストとテスト

システムがいっぱいになると、太陽熱の影響下で、プラスチックパネルの薄いチャネル内の水が加熱され、徐々に上昇して自然循環を形成します。冷水はタンクから下側のホースを通って流れ、コレクターで加熱された水は上側のホースを通って同じタンクに入ります。徐々に、タンク内の水が温まります。
実験をわかりやすくするために、外部温度センサー付きのデジタル温度計を使用しました。最初に、タンク内の水の温度を測定しました-23°Cでした次に、センサーを出口ホースに挿入し、そこから温水がリザーバーに流れ込みます。温度計は50°Cを示しました太陽熱温水システムが機能します！

おわりに

コレクターシステムのパフォーマンスを1時間テストした結果によると、23から37°Cで20.2リットルの水（コレクター自体で7.2リットル、実験用のタンクで13リットル）を加熱しました。
もちろん、システムの性能と効率は太陽の活動に依存します。太陽が明るくなればなるほど、より多くの水が加熱され、より短時間でより大きなボリュームを加熱できます。しかし、夏の魂にとっては、このコレクターで十分だと思います。
英語のオリジナル記事