라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 태양열 수집기가 있는 여름 샤워. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전 이 기사에서는 태양열 집열기가 있는 여름 샤워기의 설계 및 제조 기술에 대해 설명합니다. 설치는 가정 생산 및 널리 사용 가능한 재료만을 사용하도록 설계되었습니다. 이 기사는 기술 창의성에 대한 관심을 잃지 않은 자신의 집과 별장의 행복한 소유자를 대상으로 합니다. 나무를 따라 생각하기 내 집이 생기 자마자 젊은 기술자가 즉시 내 영혼에서 깨어 났고 같은 이름의 60 년대 잡지는 매우 유용하고 흥미로운 디자인으로 태양 에너지 사용에 대한 대화가있었습니다. , 내 기억에 떠올랐다. 그러나 우리가 일반적으로 그렇듯이 모든 재 정착은 대대적 인 개조로 시작되며 내 경우도 예외는 아닙니다. 화창한 여름날 옥상에서 일하는 것은 너무 많은 고아 에너지를 사용할 가능성에 대해 생각하는 데 매우 도움이 됩니다. 그리고 나는 몇 시간 동안 햇볕에 놓여 있던 커다란 검은색 구두칼 위에 앉아 이 디자인을 만드는 마지막 자극을 얻었습니다. 진지하게 말하면 태양 에너지를 사용하면 전기와 가스를 상당히 절약할 수 있습니다(적어도 우리 지역인 우크라이나 남부에서는). 에너지 가격의 하락 추세가 없으므로 사전에 절약에 대해 생각하는 것이 좋습니다. 가을에 건축 열풍이 가라앉은 후, 저는 이 문제를 더 심각하게 다루기로 결정했습니다. 결과적으로 이 문제에 대한 많은 문헌이 온라인에서 제공됩니다 [1], [2], [3]. 내가 얻은 모든 것을 신중하게 연구 한 결과 집의 일반 온수 공급 시스템에 포함하여 보일러에서 물 가열을 구현하는 것이 가장 효율적이고 기술적으로 간단하다는 결론에 도달했습니다. 건물의 상당한 구조 변경과 관련된 옵션은 즉시 폐기되었으며 광전지 변환기의 사용은 너무 비싸고 덜 효율적이었습니다. 예비 계산을 한 결과 다소 웅장한 구조라는 것이 밝혀졌습니다. 또한 태양열 집열기 제조와 관련된 많은 기술적 문제가 즉시 발생했습니다. 책은 무엇을 해야 하는지에 대해 많이 말하지만 어떻게 해야 하는지는 말하지 않습니다. 따라서 계산 및 디자인 옵션의 정확성을 확인하기 위해 "고양이"에서 연습하고 야외 샤워 시설을 구축하기로 결정했습니다. 샤워 작업은 낮에는 난방, 저녁에는 샤워 아래 온 가족이 친근하게 튀는 "임펄스"모드로 계획되었습니다. 수집기의 필요한 치수를 추정하면서 급수 온도 (따뜻한 계절)가 15-20 ° C이고 보일러의 원하는 온도가 약 40 ° C라는 사실에서 진행했습니다. 따라서 물 60~80리터의 온도를 20~25°C 높여야 합니다. 계산 방법론을 탐구 할 때 근사 계수가 많이 있음이 밝혀 졌기 때문에 계산은 매우 근사한 것으로 판명되었습니다 (저는 열 공학 분야의 전문가가 아니며이 분야의 "꼬리 감각" 아직 개발되지 않았습니다). 결과적으로 0,5-0,7m2 영역에서 필요한 수집기 영역을 얻었습니다. 책의 지혜, 물리 법칙, 상식에 따라 디자인을 시작했습니다. 태양열 집열기 사실 이것은 태양열 설치의 주요 요소이자 주요 골칫거리입니다. 공장 제품의 가격을 알게되자 즉시 관심을 잃고 직접 만들기로 결정했습니다. 공작 기계와 이산화탄소 용접을 사용하지 않고 더 간단하고 저렴하며 더 나은 수집기를 만들고 싶었습니다. 처음에는 스탬프가 찍힌 평면 방열판 (책 중 하나에서 수집)을 사용하는 아이디어를 가지고 놀았지만 오랫동안 생산되지 않았습니다. 내 검색에서 나는 벼룩 시장으로 이사했지만 거기에서도 찾지 못했지만 거대한 손가락을 닮은 좁고 키가 큰 웅장한 알루미늄 배럴을 우연히 발견했습니다 (물론 구입했습니다). 수도관과 티의 실에 가열 패널을 조립하고 싶지 않았습니다. 무게가 많고 내식성이 낮고 흐름 영역에서 급격한 점프가있는 티가 많기 때문에 수압 저항이 크게 증가했습니다. . 일반적으로 아이디어에 우울한 그림자가 드리워졌습니다. 배관 가게를 돌아 다니다가 난방 시스템 용 구리 파이프를 보았을 때 문제가 해결되었습니다. 그것은 우리가 필요로 했던 것입니다 - 높은 내식성, 조립 용이성(납땜), 합리적으로 만들어진 피팅 - 흐름 영역에서 거의 점프가 없습니다. 좋은 가게를 방문하면 전체 태양광 발전소에 필요한 재료의 90%를 얻을 수 있습니다. 그림에 표시된 태양열 집열기의 디자인. 1. 냉수 및 온수 유압 매니폴드의 파이프는 18mm 파이프 섹션과 티로 만들어지며 가열 파이프는 직경이 15mm입니다. 시스템에 연결하기 위해 3/4" 스레드 어댑터를 사용하고 다른 두 끝을 막습니다. 0.8mm 두께의 강판을 가열 튜브에 납땜합니다. 직경 20mm의 파이프 5미터, 티 15개가 필요했습니다. , 태양열 집열기를 제조하기 위해 직경 1,5mm의 파이프 18m, 플러그 XNUMX개 및 어댑터 XNUMX개. 이 재료 외에도 롤러 파이프 절단기, 플럭스가 있는 땜납 및 가장 저렴한 가스 버너가 필요합니다. 이 모든 것이 같은 배관 가게에서 구입했습니다. 가열 패널의 생산은 필요한 수의 튜브를 절단하는 것으로 시작하여 첫 번째 가열 튜브와 중간 튜브를 두 개의 티로 납땜한 다음 삽입된(그러나 납땜되지 않은) 가열 튜브가 있는 다음 두 개의 티를 중간에 놓습니다. 튜브 및 모든 연결은 납땜됩니다. 마지막으로 플러그와 어댑터를 납땜합니다. 조립은 평평한 평면에서 수행해야 합니다. 즉, 다음 쌍의 티를 설치한 후 전체 구조를 평면에 놓고 수평을 맞춘 다음 납땜해야 합니다(가능한 경우 평면에 직접 납땜하는 것이 좋습니다. 참아라). 납땜은 다음과 같이 수행됩니다. 10-15mm 너비의 얇은 플럭스 납땜 층이 파이프 끝에 적용되고 파이프가 티(커플링)에 삽입되고 납땜 지점이 납땜될 때까지 버너로 가열됩니다. 녹는다. 그 후 가열 튜브에 금속 시트를 납땜합니다. 이것은 작업에서 가장 어렵고 불쾌한 부분입니다. 첫째, 충분한 양의 일반 땜납을 비축하고 둘째, 열교환기를 시트에 놓고 가열 튜브가 통과하는 위치를 표시하고 조사해야합니다. 강력한 (90 와트) 납땜 인두와 가스 버너를 동시에 사용하여 전체 구조를 비스듬히 배치하여 납땜하는 것이 편리합니다. 납땜하기 전에 시트를 튜브에 대고 눌러야하며 여러 클램프를 사용하여 필요에 따라 다시 정렬했습니다. 시트에 직경 1-1,5mm의 구멍을 뚫고 와이어로 당길 수 있습니다. 튜브는 땜납을 아끼지 않고 양쪽의 전체 길이를 따라 납땜해야 합니다. 납땜이 완료된 후 수압 테스트를 수행해야 합니다. 예를 들어 하나의 콘센트를 꽂고 다른 콘센트를 급수관에 연결합니다. 아무데도 흐르거나 흘러내려서는 안됩니다. 완성 된 가열 패널은 검은 색 무광 내열 페인트로 두 겹으로 칠해져 있으며 페인트는 모든 철물점에서 에어로졸 캔으로 판매됩니다. 마지막으로 티 10과 트랜지션 1이 설치됩니다. 완성된 패널을 나무 상자에 넣습니다(그림 2). 상자는 25mm 두께의 6개의 보드에서 스파이크로 조립됩니다. 양쪽 보드의 긴면을 따라 조립하기 전에 대패로 깊이 6mm, 너비 8-30mm의 홈을 선택합니다. 홈의 하단 가장자리와 같은 높이의 상자의 강성을 높이기 위해 30x300mm의 나무 막대가 상자의 모서리에 접착되고 400-6mm 길이의 동일한 막대 두 개가 안쪽에서 접착됩니다(대략 중앙에). 뒷면 커버 설치 측면에서 상자의 긴 쪽을 따라. 그들은 XNUMXmm 두께의 합판 조각으로 만든 상자의 뒷면 덮개를 고정하는 역할을 합니다. 입구 및 출구 파이프의 통과를 위해 홈이 상자에 잘립니다. 예열 패널을 고정하여 제자리에 두는 것이 좋습니다. 상자를 붙이려면 좋은 방수 접착제를 사용해야합니다. "액체 못"이 아주 적합합니다. 상자의 모든 부품을 제조 및 장착한 후 발수성 조성물(상표명 "Polyfluid")로 함침하고 합성 에나멜로 두 번 칠했습니다. 수집기는 다음 순서로 조립됩니다.
태양열 집열기의 등가 가열 면적은 ~0,5m2입니다. 태양계 조립 태양열 발전소의 전체 구성은 그림 3에 나와 있습니다. 태양열 발전소는 단일 회로, 열 사이펀 유형이며 급수 본관에 영구적으로 연결되도록 설계되었습니다. 이러한 계획은 여러 번 설명되었으며 반복하지 않고 기술적 구현에 중점을 둘 것입니다. 나는 이미 저장 탱크에 대해 언급했는데 이것은 알루미늄 배럴이며 변경 후 용량은 약 0,3m2입니다. 처음에는 배럴의 용량이 약 0,5m2 였는데 나에게는 너무 많은 것 같았고 눈물을 흘리며 높이를 0,8m 줄였으며 단열을 위해 탱크를 50mm 두께의 미네랄 울 두 겹으로 감쌌습니다. 두 겹의 방수 천이 면모 위에 놓여 있으며 천은 얇은 뜨개질 와이어로 고정됩니다. 루핑 재료 원 (스커트 형태)을 위에 놓고 뜨개질 와이어로 고정합니다. 물론 알루미늄 배럴은 사치품이며 (운이 좋다) 내부에 방수 페인트로 칠한 강철 용기도 매우 적합합니다. 플라스틱 용기를 사용해 볼 수도 있지만 거리에 계속 머무르면 내구성이 그다지 좋지 않습니다. 모든 유형의 탱크에 대한 일반적인 요구 사항은 좁고 높아야 한다는 것입니다. 탱크의 피팅은 100-150mm 길이의 아연 도금 스퍼로 만들어집니다. 태양열 집열기를 연결하기 위해 급수 피팅용으로 3/4" 슬리브(1/2")가 사용됩니다. 피팅의 디자인은 그림 4에 나와 있습니다. 여기에서 가능한 유일한 문제는 직경이 큰 와셔일 수 있습니다. 그런 가게가 없었고 벼룩 시장에서 적당한 가게를 찾았습니다. 탱크의 구멍을 먼저 뚫은 다음 파일을 사용하여 필요한 직경으로 가져옵니다. 파이프 라인은 금속 플라스틱 파이프로 만들어져 작업해도 문제가 발생하지 않으며 특별한 도구가 필요하지 않습니다 (그런데 롤러 파이프 커터로 완벽하게 절단 할 수 있습니다). 굽힘 반경이 크면 굽힘 스프링 없이도 가능합니다. 또 다른 긍정적인 특성은 낮은 수압 저항입니다. 파이프의 단열에는 표준 단열 슬리브가 사용됩니다(파이프와 같은 곳에서 구입). 변기 수조의 플로트 밸브는 자동 급수 밸브로 사용됩니다. 밸브를 선택할 때 비용을 절약해서는 안됩니다. 첫째, 밸브는 매주 올라가지 않도록 신뢰할 수 있어야하며 둘째, 열 때 물은 주로 콘센트에서 흐르고 모든 방향으로 날아 가지 않아야합니다. 밸브의 출구 파이프에 플라스틱 튜브를 놓고 탱크 바닥에 도달합니다. 물을 빼면 찬물이 탱크 바닥으로 들어가 뜨거운 물을 위로 밀어냅니다. 출구 파이프는 한쪽 끝에 1/2" 나사산이 있는 150mm 길이의 아연도금 파이프 조각으로 만들어집니다. 파이프는 피팅이 밀봉되는 것과 같은 방식으로 탱크 바닥에 밀봉됩니다. 밸브 (가급적 긴 손잡이가 있음)가 나사산의 나머지 끝에 나사로 고정되어 물 뿌리개 밸브가 나사로 조여집니다. 분명히 가장 좋은 해결책은 떠 다니는 물 흡입구를 사용하고 상층에서 물을 가져 오는 것입니다. 하지만 충분히 유연하고 믿을 수 있는 튜브를 찾지 못했고, 계절마다 튜브를 교체하고 싶지 않았고, 태양광 발전소 가동 중에 알고 보니 더운 날에는 수온이 너무 높아 세탁이 불가능하고, 배출구가 약간 수정되었고 배출구와 밸브 사이에 티가 설치되었으며 유연한 호스와 탭을 통해 탱크 바닥에 설치된 추가 피팅에서 더 차가운 물이 공급됩니다. 태양열 집열기는 45°의 각도로 설치되며 정확히 남쪽을 향합니다. 태양광 발전소의 일반적인 모습이 그림 5에 나와 있습니다.
샤워 실의 디자인은 임의적이지만 가득 찬 탱크와 귀하의 총 무게를 견뎌야 합니다. 나는 직경 40mm와 40x40 정사각형의 파이프에서 부스 프레임을 용접했으며 바닥과 지붕은 40mm 두께의 보드로 만들어졌습니다. 이 디자인은 상당한 초과 안전 여유가 있지만 사용 전망에 대한 추가 견해가 있습니다. 그림 5에 표시된 차원은 교리가 아니며 본질적으로 조언이라는 점에 주목하고 싶습니다. 시스템이 제대로 작동하려면 세 가지 주요 조건이 충족되어야 합니다.
조사 결과 설치는 두 시즌 동안 진행되었으며 문제가 발생하지 않았고 유지 보수가 필요하지 않았습니다 (당연히 가을에는 물이 배수되고 모든 수도꼭지가 열리고 봄에는 역 작업이 수행됨). 간접적으로 계산된 설치 효율은 약 0,38입니다(태양열 집열기에 대해 보다 정확한 측정을 수행할 계획임). 설비에 물을 채운 후 또는 장기간 비가 내린 후 설비는 며칠 동안 모드로 들어갑니다. 샤워는 25월부터 30월까지 이용하실 수 있습니다. 봄과 가을에 배수관 부분의 수온은 34~37°C입니다. 부스에서 어떤 실수가 나왔고 너무 열어 두었고 물은 꽤 따뜻하지만 저녁에는 공기가 차갑기 때문에 고려하는 것이 좋습니다. 여름에는 부분적으로 흐리고(잠시 비가 내릴 수 있음) 수온은 42-45°C이며 더운 날에는 3-4°C에 이릅니다. 뜨거운 물의 양은 보통 XNUMX-XNUMX명이 씻을 수 있을 정도입니다(때때로 친구 테스트). 여름의 가스 소비가 눈에 띄게 감소하고 가스 칼럼이 실제로 사용되지 않으며 가스 소비가 한 달에 4-5m3를 초과하지 않습니다. 일반적으로 작업은 만족스럽게 해결되었습니다. 태양 광 설비 제조를 위해 널리 사용되는 재료 만 구입하고 기계 작업이 필요하지 않았으며 여름 내내 세탁 용 온수 (무료)를 제공 받았습니다. 나는 결과에 만족하고 무료 자연 에너지 사용을 향한 추가 작업에 대한 긍정적인 자극을 받았으며 내가 한 일이 대단히 자랑스럽습니다. 문학 1. 사바디 P.R. Sunny House, 모스크바: Stroyizdat, 1981.
저자: 예브게니 카르포프 다른 기사 보기 섹션 대체 에너지원. 읽고 쓰기 유용한 이 기사에 대한 의견. 과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품: 정원의 꽃을 솎아내는 기계
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